1. Biología II. segundo
de media.
Unidad:
Procesos Vitales en
Plantas y animales.
Tema:
Nutrición en plantas y
animales

2. Nutrición
autótrofos
heterótrofos
fotosintéticos quimiosintéticos
Luz solar
A través A través
Reacciones
Oxido – Reducción
Por la forma de
alimentarse
Por la forma de
Ingerirlos
holozoicos
saprófitos
simbióticos
parásitos
Carnívoros Herbívoros Omnívoros
Endoparásito
Ectoparásito
Hiperparásito
chupadores
lamedores
masticadores
filtradores

3. En cualquier sistema vivo el intercambio de energía
ocurren a través de miles de reacciones químicas
diferentes, muchas de las cuales se producen
simultáneamente. La suma de todas estas reacciones se
conoce como metabolismo (del griego metabole, que
significa "cambio"). Si nos limitáramos meramente a
enumerar la lista de las reacciones químicas
individuales, sería difícil. Hoy conocemos dos principios
básicos.
Primero, virtualmente todas las reacciones químicas que
tienen lugar en una célula involucran enzimas, grandes
moléculas de proteína que desempeñan papeles muy
específicos.
Metabolismo
Segundo, estas reacciones se agrupan en una serie ordenada de pasos, que
comúnmente se llama vía; una vía puede tener una docena o más de reacciones o pasos
secuenciales. Cada vía sirve a una función vital de la célula o del organismo. Más aun,
ciertas vías tienen muchos pasos en común, por ejemplo, las que están vinculadas con la
síntesis de los aminoácidos o de las distintas bases nitrogenadas. Algunas vías
convergen; por ejemplo, la vía por la cual se degradan las grasas para producir energía
conduce a la vía por la cual se degrada la glucosa para producir energía.

4. La mayor parte del metabolismo es notablemente
similar aun en los organismos más diversos; las
diferencias en muchas de las vías metabólicas de los
seres humanos, los arboles, los hongos y las medusas
son muy leves. Algunas vías, por ejemplo la glucólisis
y la respiración están en casi todos los sistemas vivos.
El total de las reacciones químicas involucradas en la
síntesis es decir construcción de macromoléculas a
partir de micromoléculas se llama Anabolismo. Las
células también están constantemente involucradas en
la ruptura de macromoléculas y la extracción de
micromoléculas; estas actividades se conocen
colectivamente como catabolismo. El catabolismo
cumple con dos propósitos:
1. Liberar la energía que será usada por el anabolismo
y otros trabajos de la célula
2. Suministrar la materia prima que será usada en los
procesos anabólicos.
Metabolismo

5.  Se conoce como
nutrición al proceso
biológico a partir del
cual el organismo
asimila los nutrientes
y los líquidos
necesarios para el
crecimiento,
funcionamiento y
mantenimiento de
las funciones vitales.
La principal función
de la nutrición es
producir energía y
conseguir los
componentes que
forman las
estructuras
orgánicas.
La nutrición puede ser
de dos tipos:
 Autótrofa
 Heterótrofa

6.  Las células que tienen nutrición autótrofa
fabrican materia orgánica propia a partir de
materia inorgánica sencilla. Para realizar esta
transformación, obtienen energía de la luz
procedente del Sol o por medio de reacciones
químicas.
 Existen dos tipos de organismos autótrofos.
o Los fotosintéticos.
o Los quimiosintéticos.
 La nutrición autótrofa comprende tres fases:
1. El paso de membrana, 2. El metabolismo
3. La excreción.
1) Paso de membrana: Es el proceso en el cual las
moléculas inorgánicas sencillas, agua, sales
minerales y dióxido de carbono, atraviesan la
membrana celular por absorción directa, sin
gasto de energía por parte de la célula.
2) Metabolismo: Es el conjunto de reacciones
químicas que tienen lugar en el citoplasma celular,
y cuyos resultados son la obtención de energía
bioquímica utilizable por la célula y la fabricación
de materia celular propia.
3) Excreción: Es la eliminación, a través de la
membrana celular, de los productos de desecho
procedentes del metabolismo.

7.  El metabolismo presenta tres fases:
 La fotosíntesis, es el proceso en el que se
elabora materia orgánica, como los
azúcares, a partir de materia inorgánica,
como el agua, dióxido de carbono y sales
minerales. Para realizar esta reacción
química se requiere la energía bioquímica
que la clorofila produce a partir de la
energía solar.
La fotosíntesis tiene lugar en los
cloroplastos de las células vegetales,
Además de las células vegetales, ciertas
bacterias y algas son capaces de realizar
la fotosíntesis. y su reacción general es:
luz solar
CO2 + H2O + sales minerales ----------> C6H12O6+ O2
 El anabolismo o fase de construcción, en
la que, utilizando la energía bioquímica
procedente de la fotosíntesis y del
catabolismo, se sintetizan grandes
moléculas ricas en energía.
 El catabolismo o fase de destrucción, en
la que, mediante la respiración celular
que tiene lugar en las mitocondrias, la
materia orgánica es oxidada,
obteniéndose energía bioquímica.
glucosa
FOTOSINTESIS
RESPIRACION
co2
o2
H2O
SALES MINERALES
o2
co2

8. FOTOSINTESIS
NOCHE
Respiración
DIA
Predominio
fotosíntesis
Macroelementos:
N, P, K, Ca, Mg, S
Microelementos:
Fe, Mn, Cu, Zr, B, Mo
DIOXIDO DE CARBONO
OXIGENO
AGUA

9. Los Mecanismos de la fotosíntesis
 La unidad estructural de la fotosíntesis en los
eucariotas fotosintéticos es el cloroplasto. Dentro del
cloroplasto se encuentran las membranas tilacoides,
una serie de membranas internas que contienen los
pigmentos fotosintéticos. Cada tilacoide tiene
habitualmente la forma de un saco aplanado o vesícula
y los estromas.
 Los tejidos internos de la hoja están completamente
encerrados por células epidérmicas transparentes,
cubiertas con una capa cerosa, la cutícula. Los
estomas son aberturas especiales a través de las
cuales entran en la hoja el oxígeno, el dióxido de
carbono y otros gases. Los gases y el vapor de agua
llenan los espacios existentes entre las células de la
capa esponjosa, entrando y saliendo de las células por
difusión.
 El agua, absorbida por las raíces, entra en la hoja por
medio de los vasos del xilema del haz conductor, en
tanto que los azúcares, producto de la fotosíntesis,
dejan la hoja a través de un tejido conductor conocido
como floema, viajando a otras partes de la planta,
entre ellas, los órganos no fotosintetizantes. La mayor
parte de la fotosíntesis se realiza en las células del
parénquima en empalizada, células alargadas que se
encuentran directamente por debajo de la epidermis
superior y que constituyen el mesófilo. Tienen una
vacuola central grande y numerosos cloroplastos que
se mueven dentro de la célula, orientándose con
respecto a la luz. La luz es capturada en las
membranas de los tilacoides, dentro de los
cloroplastos.

10. Estromas
Tilacoides
Granna
Lamelas o Tilacoides del Estroma
Membrana Externa
Membrana Interna
Espacio intermembranal
ADN
cloroplástico
Plastoglóbulo Plastoribosoma
Membrana del Tilacoide
Espacio Intratilacoidal

11.  Los pigmentos que intervienen en la fotosíntesis de
los eucariotas incluyen las clorofilas y los
carotenoides. Diferentes grupos de plantas y algas
usan varios pigmentos en la fotosíntesis. Hay varios
tipos diferentes de clorofila que varían ligeramente
en su estructura molecular.
 En las plantas, la clorofila A es el pigmento
involucrado directamente en la transformación de la
energía lumínica en química. La mayoría de las
células fotosintéticas también contienen un segundo
tipo que es la clorofila B.
 Con respecto a los carotenoides, uno de los que se
encuentran en las plantas es el beta-caroteno. Los
carotenoides son pigmentos rojos, anaranjados o
amarillos. En las hojas verdes su color está
enmascarado por las clorofilas, que son más
abundantes. En algunos tejidos, sin embargo, como
los del tomate maduro, predominan los colores
reflejados por los carotenoides. Lo mismo ocurre en
las células foliares cuando dejan de sintetizar
clorofila en el otoño.
 La luz absorbida por los pigmentos lanza los
electrones a niveles energéticos más altos. Dada la
forma en que los pigmentos están compactados en
las membranas, son capaces de transferir su energía
a moléculas reactivas de clorofila a, empaquetadas
en una forma particular.
Para que la energía lumínica pueda ser usada por
los sistemas vivos, primero debe ser absorbida.
Aquí entran en juego los pigmentos. Un pigmento
es cualquier sustancia que absorbe luz. Algunos
pigmentos absorben luz de todas las longitudes de
onda y, por lo tanto, parecen negros. Otros
solamente absorben ciertas longitudes de onda,
transmitiendo o reflejando las longitudes de onda
que no absorben.

12.  La evidencia de que la fotosíntesis puede ser
influenciada por distintos factores llevó a
distinguir dos etapas, una dependiente de la luz,
la etapa llamada de reacciones "lumínicas", y una
etapa enzimática, independiente de la luz, las
reacciones "oscuras".
 Los términos reacciones "lumínicas" y "oscuras"
han creado mucha confusión pues, aunque las
reacciones "oscuras" no requieren de la luz como
tal, sino solamente de los productos químicos de
las reacciones "lumínicas", pueden ocurrir tanto
en la luz como en la oscuridad. Más aun, trabajos
recientes han mostrado que varias enzimas que
controlan reacciones "oscuras" claves son
reguladas indirectamente por la luz. Como
resultado, estos términos han caído en desuso y
están siendo reemplazados por vocablos que
describen más precisamente los procesos que
ocurren durante cada etapa de la fotosíntesis: las
reacciones que capturan energía y las reacciones
de fijación del carbono.

13. LAS ETAPAS DE LA FOTOSÍNTESIS

14. Fotosistema I
P ADP ATP+
NADPH
NADP+ H+
Aceptor primario
de electrones
Aceptor primario
de electrones
NiveldeEnergía
Molécula de
pigmento en la
antena
Molécula
reactiva de
clorofila a
(P680)
Molécula
reactiva de
clorofila a
(P700)
Molécula de
pigmento en la
antena
Energía de
la luz
Energía de
la luz
H2
O
2H+ ½ O2+
2e
-
2e
-
2e
-
2e
-
2e
-
2e
-
2e
- 2e
-
2e
-
A la reacciones
fijación del
carbono en el
estroma
Fotosistema II
Ciclo
de
Calvin
La energía lumínica incide sobre pigmentos antena del Fotosistema II, que contiene algunos cientos de
moléculas de clorofila, a y b. Los electrones son lanzados cuesta arriba desde la molécula reactiva P680
de la clorofila a a un aceptor de electrones primario. Cuando se eliminan los electrones, ellos son
reemplazados por electrones de las moléculas de agua, con la producción simultánea de O2 libre y
protones (iones H+).
Luego, los electrones pasan cuesta abajo al Fotosistema I a lo largo de una cadena de transportadores de electrones; este pasaje genera un
gradiente de protones que impulsa la síntesis de ATP a partir de ADP, proceso denominado fotofosforilación. La energía lumínica absorbida en
los pigmentos antena del Fotosistema I y transferida a la clorofila P700 da como resultado que se lancen electrones hacia otro aceptor primario
de electrones. Los electrones eliminados del P700 son reemplazados por electrones del Fotosistema II y son finalmente aceptados por el
transportador de electrones NADP+. La energía proveniente de esta secuencia de reacciones está contenida en las moléculas de NADPH y en el
ATP formado por fotofosforilación.
2e
-

15.  La fotofosforilación también ocurre
como resultado del flujo cíclico de
electrones, proceso en el que no
participa el Fotosistema II. En el flujo
cíclico de electrones, los electrones
lanzados desde el P700 en el
Fotosistema I no pasan al NADP+, sino
que son desviados a la cadena de
transporte de electrones que une al
Fotosistema II con el Fotosistema I. A
medida que fluyen a lo largo de esta
cadena, nuevamente al P700, el ADP se
fosfórila a ATP.
 En un proceso quimiosmótico, como la
fotofosforilación que ocurre en los
cloroplastos, a medida que los
electrones fluyen en la cadena de
transporte de electrones desde el
Fotosistema II al Fotosistema I, los
protones son bombeados desde el
estroma al espacio tilacoide, creando un
gradiente electroquímico. A medida que
los protones fluyen a favor de este
gradiente desde el espacio tilacoide
nuevamente al estroma, pasando a
través de los complejos de ATP
sintetasa, se forma ATP. Al igual que la
fosforilación oxidativa en las
mitocondrias, la fotofosforilación en los
cloroplastos es un proceso de
acoplamiento quimiosmótico.
En este proceso, los electrones de la molécula reactiva de
clorofila a del Fotosistema II son impulsados a niveles
energéticos superiores por la luz solar. A medida que
descienden por una cadena de transportadores de electrones
hacia la molécula reactiva de clorofila a del Fotosistema I, la
energía que liberan es empleada para bombear protones (H+).
Los protones se bombean desde el estroma al espacio
tilacoidal. Esto crea un gradiente electroquímico. Cuando los
protones se mueven a favor del gradiente a través del complejo
de la ATP sintetasa, desde el espacio tilacoidal al estroma del
cloroplasto, el ADP se fosfórila a ATP.

16. Se combinan seis
moléculas de ribulosa
bifosfato (RuBP), un
compuesto de cinco
carbonos, con seis
moléculas de dióxido
de carbono,
produciendo seis
moléculas de un
intermediario inestable
que pronto se escinde
en doce moléculas de
fosfoglicerato, un
compuesto de tres
carbonos
Estos últimos se reducen
por efecto del ATP y
NADPH a doce moléculas
de gliceraldehído fosfato
Diez de estas moléculas de tres
carbonos se combinan y se regeneran
para formar seis moléculas de cinco
carbonos de RuBP. Las dos moléculas
"extra" de gliceraldehído fosfato
representan la ganancia neta del ciclo
de Calvin La energía que impulsa al
ciclo de Calvin son el ATP y
el NADPH producidos por
las reacciones de captura
de energía en la primera
etapa de la fotosíntesis.
El gliceraldehído fosfato puede ser utilizado
como material de partida para otros
compuestos orgánicos necesarios para la
célula

17.  En las llamadas plantas C4, la enzima PEP
carboxilasa une primero el dióxido de
carbono al fosfoenol piruvato (PEP) para
formar un compuesto de cuatro carbonos.
El dióxido de carbono, así incorporado,
atraviesa una serie de reacciones químicas
y pasa a niveles más profundos dentro de
la hoja, donde finalmente ingresa en el
ciclo de Calvin. Aunque las plantas C4
gastan más energía para fijar carbono, en
ciertas condiciones su eficiencia
fotosintética neta puede ser superior a la
de las plantas C3 descriptas anteriormente
debido a ciertas características clave que
diferencian a las enzimas RuBP carboxilasa
(presente tanto en las plantas C3 como en
las C4) y PEP carboxilasa (presente en las
C4). En las plantas CAM (palabra que alude
al metabolismo ácido de las crasuláceas o
fotosíntesis CAM), la asimilación del CO2
tiene lugar de noche, cuando a pesar de
estar abiertos los estomas, la pérdida de
agua debida a la transpiración es mínima.
Un ejemplo de un mecanismo que permiten fijar CO2 minimizando la pérdida de
agua: Vía para la fijación del carbono en las plantas C4. El CO2 se fija primero en
las células del mesófilo § como ácido oxaloacético. Luego es transportado a las
células de la vaina, donde se libera dióxido de carbono. El CO2 así formado entra
en el ciclo de Calvin. El ácido pirúvico regresa a la célula del mesófilo, donde es
fosforilado a PEP.

18.  En ausencia de abundante oxígeno, la RuBP
carboxilasa -presente tanto en las plantas C3 como
en las C4- fija dióxido de carbono eficientemente,
integrándolo al ciclo de Calvin. Sin embargo,
cuando la concentración de dióxido de carbono de
la hoja es baja en relación con la concentración de
oxígeno, esta misma enzima cataliza la reacción de
la RuBP con el oxígeno antes que con el dióxido de
carbono. Esta reacción lleva a la formación de ácido
glicólico, el sustrato para un proceso conocido
como fotorrespiración. El ácido glicólico sale de los
cloroplastos y entra en los peroxisomas de las
células fotosintéticas. Allí, se oxida y, a través de
ciertas reacciones químicas, se forman peróxido de
hidrógeno y el aminoácido glicina. Dos moléculas
de glicina así producidas son transportadas a las
mitocondrias. Allí se transforman en una molécula
de serina (otro aminoácido), una de dióxido de
carbono y una de amoníaco. Este proceso, pues,
conduce no ya a la fijación sino a la pérdida de una
molécula de dióxido de carbono. No obstante, a
diferencia de la respiración mitocondrial
propiamente dicha, la fotorrespiración no produce
ATP ni NADH. En condiciones atmosféricas
normales, hasta el 50% del carbono fijado durante
la fotosíntesis puede ser reoxidado a CO2 durante
la fotorrespiración. Así, la fotorrespiración reduce
en gran medida la eficiencia fotosintética de
algunas plantas.
La fotorrespiración es un proceso en el cual la ribulosa fosfato se combina con
oxígeno dando como resultado final -después de varios pasos que implican a los
cloroplastos, peroxisomas y mitocondrias- la liberación de dióxido de carbono. La
fotorrespiración es muy limitada en las plantas C4 y, en condiciones de luz solar
intensa, elevadas temperaturas o sequía, las plantas C4 son más eficientes que las
C3.

19.  Los animales necesitan alimentos
elaborados por otros organismos
para nutrirse y que transforman para
obtener nutrientes y utilizar la
energía que contienen.
 El proceso de alimentación en los
heterótrofos tiene cuatro etapas:
 1. Ingestión: proceso de
incorporación del alimento desde el
exterior.
 2. Digestión: transformación de los
alimentos en nutrientes por medio
del metabolismo orgánico y celular.
 3. Absorción: paso de los nutrientes
del aparato digestivo a la sangre o
fluido circulante y acarreo a las
células.
 4. Egestión: Eliminación de los
desechos del metabolismo del
aparato digestivo, por medio de la
formación de heces fecales y
expulsados al exterior.

20.  En los organismos heterótrofos se
pueden distinguir dos tipos de
aparatos digestivos:
 1. La cavidad gástrica: Es una especie
de saco tapizado con células.
Regularmente tienen un único orificio
de entrada y salida llamado ósculo,
que le sirve a su vez como boca y ano.
Es común en animales con digestión
intracelular como los pólipos y
esponjas.
 2. Tubo digestivo: Es un tubo mas o
menos largo, que comienza con la
boca y termina en un ano. A lo largo
de este tubo se distinguen regiones
que realizan misiones digestivas
especificas que están adaptadas al
tipo de alimentación del animal.

21.  Las Esponjas:
Para capturar el alimento
producen corrientes de
agua a través de sus
numerosos poros
(ostiolos), lo que le
aporta pequeñas
partículas de alimentos.
Poseen unas células
llamadas coanocitos,
dispuestas a modo de
tapiz en la parte interior
del cuerpo, encargadas
de realizar la digestión
intracelular.

22.  Los Cnidarios:
Los celentéreos capturan sus presas vivas con ayuda de
sus tentáculos que rodean su boca. Poseen unas células
llamadas cnidoblastos, con un liquido que inyectan a la
presa para su captura. Después, la presa es introducida
en la cavidad gastrovascular por una única abertura, que
funciona de boca y de ano.

23.  Los Artrópodos:
Los artrópodos presentan digestión
externa. En los insectos, el aparato
digestivo comienza con la boca, con
apéndices bucales. A continuación esta
el esófago, con una dilatación, llamada
buche, donde los alimentos son
mezclados con la saliva antes de pasar
a la molleja, donde se trituran. Sigue el
intestino donde se absorben los
nutrientes y por ultimo, el ano.

24.  Los Moluscos:
poseen digestión
extracelular. Esta
tiene lugar en un tubo
digestivo provisto de
boca y ano. Los
gasterópodos
presentan glándula
llamada
hepatopáncreas, que
segrega enzimas que
colaboran en el
proceso digestivo. Los
vívalos son filtradores
y se nutren de
partículas alimenticias
que penetran con la
corriente de agua que
llega a su cuerpo.
Molusco Gasteropodo

25.  Las Aves:
Posen una boca, tráquea y
esófago que desembocan
en un buche o bolsa que
almacena y remoja el
alimento, que se comunica
con la molleja, donde se
trituran los alimentos, allí
convergen el hígado,
páncreas y vesícula biliar,
el tubo se extiende a un
intestino que desemboca
en la cloaca.

26.  Los mamíferos rumiantes:
Los rumiantes pasan todo el día tragando alimento almacenándolo en un
estomago llamado panza o abomaso y en la noche lo regurgitan y
empiezan a masticar, este es enviado a un segundo estomago llamado
redecilla, luego a otro llamado libro y por ultimo a uno llamado cuajar. La
digestión de estos herbívoros esta ayudada por un gran numero de
bacterias que fermentan la celulosa y libera el contenido nutricio de las
células vegetales. Tienen hígado, vesícula, páncreas e intestino.

27.  Los Reptiles:

28.  Los peces:

29.  Holozoicos: se alimentan de materia
orgánica fresca para ser digerida. Ej.
Carnívoros, herbívoros, omnívoros.
 Saprofitos: se alimentan de materia
orgánica en descomposición, es decir
descomponen los restos. Ej. Hongos,
gusanos y bacterias
 Parásitos: se alimentan de sustancias
nutritivas ya digeridas por otros es decir
viven a expensas de su hospedero.
Existen 3 tipos.
o Ectoparásito: parasito que vive sobre
su hospedero. Ej. Piojos, mosquitos,
garrapatas entre otros.
o Endoparásito: parasito que vive
dentro de otro organismo hospedero.
Ej. Lombrices intestinales, tenias o
solitarias.
o Hiperparásito: parasito de otro
parasito. Eje. El plasmodium que
causa el dengue.
 Simbiótico: se asocian en un
mutualismo nutricional en el cual uno
ofrece su capacidad nutria al otro.
Ej. Los líquenes.

30.  Chupadores o seccionadores: se alimentan
traspasando la pared epitelial de otro
organismo. Ej. Mosquitos, piojos, garrapatas,
pulgas, etc..
 Lamedores : se alimentan lamiendo
fluidos disueltos, sin traspasar ninguna
pared epitelial. La mariposa, la mosca,
colibríes, abejas.
 Filtradores: se alimentan filtrando el
agua del medio en que viven y
atrapando las moléculas nutritivas
disueltas en el. Ej. Moluscos bivaldos,
esponjas, erizos y estrellas de mar.
 Mistificadores o trituradores: poseen
mandíbulas y dientes, capaces de
cortar, moler y triturar el alimento. Ej.
herbívoros, carnívoros y omnívoros.