biologia

Secuencia didáctica 1.
Energía y metabolismo celular.
Desarrollo

La energía y los seres vivos.

La vida en la Tierra, depende del flujo de energía. Este flujo comienza en el Sol, principal fuente energética del planeta, menos del 1% de esta energía impulsa las actividades que desarrollan las células de que están formados los seres vivos.
Un sistema cerrado no intercambia energía omateria con sus alrededores, uno abierto tiene la capacidad de intercambiar materia y energía con sus alrededores.
Las células son sistemas abiertos ya que mantienen un intercambio permanente de materia y energía con el medio ambiente, proceso en el cual es determinante la acción de las membranas celulares. Todos los seres vivos requieren energía porque los procesos biológicos implican la realizaciónde trabajo.
La energía puede definirse como la capacidad de realizar trabajo, lo cual incluye sintetizar moléculas, mover objetos y generar calor o luz. Gran parte de las actividades que un organismo realiza constituyen trabajo mecánico. Al leer se está consumiendo energía, en la respiración y circulación. Todas estas formas de trabajo mecánico son la consecuencia de actividades celulares.Dado que la energía no se crea ni se destruye (primera ley de la termodinámica), las células no tienen forma de producir nueva energía, ésta es capturada del ambiente, se almacena temporalmente y después se utiliza para realizar trabajo biológico.
Hay dos tipos de energía: cinética y potencial. La energía cinética o energía de movimiento, incluye la luz (movimiento de fotones), el calor (movimientode moléculas), la electricidad (movimiento de partículas con carga eléctrica) y el movimiento de objetos grandes.
La energía potencial o energía almacenada, incluye la energía química contenida en los enlaces que mantienen a los átomos unidos en las moléculas, la energía eléctrica almacenada en una batería y la energía de posición almacenada en un clavadista que está a punto de lanzarse.
Laenergía cinética se puede transformar en energía potencial y viceversa. Por ejemplo, el clavadista convierte la energía cinética de movimiento en energía potencial de posición, cuando sube a la plataforma; cuando se lanza al agua la energía potencial se convierte otra vez en energía cinética.
En cada transformación energética, parte de la energía se convierte en calor que pasa a los alrededores, másfríos. Esta energía nunca podrá usarla de nuevo ningún organismo para realizar trabajo biológico; desde el punto de vista biológico se dice que se pierde. Sin embargo, desde el punto de vista termodinámico en realidad no ha desaparecido, porque todavía existe en los alrededores. Por ejemplo, al caminar o correr se destruye la energía química que alguna vez estuvo presente en las moléculas delalimento; una vez que se ha realizado la tarea de caminar o correr, la energía aún existe en los alrededores en forma de calor.

Transformaciones de energía en los organismos.
El sol es la fuente fundamental de casi toda la energía que sustenta la vida, y ésta se origina de la energía nuclear por las reacciones ocurridas en el sol. Las plantas y otros organismos fotosintéticos la convierten enenergía química en forma de moléculas orgánicas almacenadas en semillas y hojas, luego se transfiere a los animales cuando éstos se alimentan. Los organismos necesitan la energía almacenada en estas moléculas orgánicas, y por lo común, llevan a cabo la respiración celular para desdoblarlas y convertir su energía en formas que puedan utilizarse para el crecimiento, contracción del músculo, transportede compuestos y líquidos, y para otras funciones del organismo.



Metabolismo celular.
Metabolismo es el conjunto de reacciones bioquímicas en los seres vivos; ocurren en las células para la obtención e intercambio de materia y energía con el medio ambiente, y síntesis de macromoléculas, a partir de compuestos sencillos con el objetivo de mantener los procesos vitales. Estas reacciones...