La energía fluye a través de cadenas tróficas en los ecosistemas, moviéndose de los organismos productores a los consumidores. Aproximadamente el 10% de la energía se transfiere entre cada nivel trófico, con la mayor parte disipándose como calor. La eficiencia ecológica depende de la eficiencia con que los organismos asimilan la energía de sus alimentos y la convierten en biomasa a través de las eficiencias de explotación, asimilación y producción neta.

1. LAS TRANSFORMACIONES
DE ENERGIA
Docente: Alvaro Mauricio Marín
Área de Ciencias Naturales y Educación Ambiental
IENSMM, 2021

2. LAS TRANSFORMACIONES DE ENERGIA Y SUS
FORMAS EN LA NATURALEZA

3. ¿Qué es la respiración celular?
• El proceso conocido como respiración celular dirige la economía
celular extrayendo la energía almacenada en los azucares y otros
combustibles. Las células aplican esta energía para llevar a cabo
varios tipos de trabajo, como el transporte de solutos a través de
la membrana plasmática (Ejemplo: Las células del hongo )

4. El metabolismo de un organismo transforma la materia y la
energía y está sujeto a las leyes de la termodinámica
• La totalidad de las reacciones químicas de un organismo se
conocen como metabolismo (del griego metabole, cambio).
• El metabolismo es una propiedad emergente de la vida que surge
de las interacciones de las moléculas dentro del ambiente
organizado de la célula.

5. ORGANIZACIÓN DE LA QUÍMICA DE LA VIDA EN VIAS
METABOLICAS

6. Metabolismo-Catabolismo-Anabolismo
• El metabolismo como un todo maneja el material y
los recursos energéticos de las células.
• Algunas vías metabólicas liberan energía
degradando moléculas complejas a compuestos
mas simples.
• Estos procesos se conocen como vías catabólicas o
vías de descomposición

7. Ejemplo de catabolismo o descomposición de molécula de glucosa

9. ¿Que son las vías anabólicas?
• Las vías anabólicas por el contrario consumen energía para
construir moléculas complicadas a partir de otras más simples.
Ejemplo:
La síntesis de una proteína a partir de los aminoácidos(Ver video)

10. Ejercicios para resolver en clase:
Resuelve individualmente las siguientes preguntas:
1)Que es metabolismo? Escriba un ejemplo
2) De que forma el catabolismo puede degradar las moléculas
complejas a compuestos simples? Escriba tres ejemplos
3) Como la molécula de glucosa se descompone por la vía
catabólica?
4) Como a través de la respiración celular se produce el fenómeno
de bioluminicencia en los hongos?

11. Formas de energía

12. Formas de energía

13. Transformaciones de la energía potencial y cinética

14. Transformaciones de la energía potencial y
cinética
• Incluso un objeto que no está en movimiento en este momento puede
poseer energía. La energía que no es cinética se le conoce como
potencial(es la energía que posee la materia en función de su
localización o su estructura).

15. Las leyes de transformación de la energía

16. Preguntas a resolver de la clase anterior:
1) De que forma la segunda Ley de la termodinámica ayuda a
explicar la difusión de una sustancia a través de una membrana?
2) ¿Cuál es la relación entre la energía y el trabajo?¿Porque?
3) Describa las formas de energía que se encuentran en una
manzana en tanto crece en un árbol, luego cae y es digerida por
alguien que la come.

17. Preguntas a resolver de la clase anterior:
4) Normalmente cuando termina la clase bajas al patio de tu
colegio a desayunar ¿Cómo se transforma la energía al bajar al
patio? ¿Cómo se transforma el alimento que consumes en el
descanso en energía?
5) Que fue lo que aprendiste en el día de hoy?

18. ¿Cómo fluye la materia y la energía en los
ecosistemas?
Profesor: Alvaro Mauricio Marín
Ciencias Naturales 10
IENSMM, 2021

19. ¿Cómo fluye la materia y la energía en los
ecosistemas?
• La energía fluye en una sola dirección entre los seres vivos de un
ecosistema. La energía solar es aprovechada por organismos
productores, como las plantas, y se transfiere a organismos
consumidores, como los herbívoros, y luego a otros organismos
consumidores, como los carnívoros. Todos organismos de esta
cadena constituyen la comunidad biológica. En cada traspaso de
energía, entre los diferentes tipos de organismos hay una
liberación de energía al medio, en forma de calor.

20. Traspaso de energía entre los diferentes tipos de organismos

21. Traspaso de energía entre los diferentes tipos de organismos
• Eugene P. Odum, uno de los investigadores norteamericanos que
más aportó a la comprensión de la dinámica de funcionamiento de
los ecosistemas, utilizó una serie de diagramas de flujo para
representarla.

22. Traspaso de energía entre los diferentes tipos
de organismos(Según Eugene P. Odum)

23. ¿Qué sucede?
• El paso de energía de un organismo a otro ocurre a lo largo de
una cadena trófica o alimentaria que consiste en una secuencia
de organismos relacionados unos con otros como presa y predador.
El primero es comido por el segundo, el segundo por el tercero y
así sucesivamente en una serie de niveles alimentarios o niveles
tróficos. En la mayoría de los ecosistemas, las cadenas
alimentarias están entrelazadas en complejas tramas, con muchas
ramas e interconexiones. La relación de cada especie con otra en
esta trama alimentaria es una dimensión importante de su nicho
ecológico.

24. ¿Cómo circulan la materia y la energía en la
naturaleza?
a) La energía circula a través de cadenas tróficas.
b) La energía y la materia circulan a través de los ciclos
biogeoquímicos.
c) La energía fluye en una sola dirección, la materia fluye
cíclicamente.
d) Circulan entre la atmósfera y la litosfera.

25. CADENAS TRÓFICAS
• Una cadena trófica o alimentaria, consiste en una secuencia de
organismos relacionados unos con otros como presa y predador. El
primero es comido por el segundo, el segundo por el tercero y así
sucesivamente en una serie de niveles alimentarios o niveles
tróficos.

26. ESQUEMA DE CADENAS TRÓFICAS

27. ¿Qué es productividad bruta?
• La productividad bruta es una medida de la tasa a la cual los
organismos asimilan energía en un determinado nivel trófico. Una
cantidad más útil (y a menudo más fácil de medir), es la
productividad neta. que es comparable a la tasa de ganancia neta.
Habitualmente se la expresa como la cantidad de energía medida
en calorías o en unidades equivalentes de energía, como el
kilojoule en los compuestos químicos.

28. Gráfico de productividad en una cadena
trófica

29. ¿Qué es la biomasa?
• La biomasa es un término abreviado y útil que significa el peso
seco total de todos los organismos que se mide en un momento
dado. La productividad neta es una medida de la tasa a la cual los
organismos almacenan energía, que luego queda a disposición de
los organismos del siguiente nivel trófico.

30. Consumidores primarios, secundarios y
terciarios
• Los consumidores primarios (herbívoros) se comen a los
productores primarios. Un carnívoro que come a un herbívoro es
un consumidor secundario, y así sucesivamente. En promedio,
aproximadamente el 10% de la energía transferida en cada nivel
trófico es almacenada en tejido corporal; del 90% restante, parte
se usa en el metabolismo del organismo y parte no se asimila. Esta
energía no asimilada es utilizada por los detritívoros y, finalmente,
por los descomponedores.

32. ¿Qué es eficiencia ecológica?
• La eficiencia ecológica es el producto de las eficiencias con las
cuales los organismos explotan sus recursos alimentarios y los
convierten en biomasa: eficiencias de explotación, asimilación y
producción neta. La eficiencia ecológica depende principalmente
de la eficiencia de asimilación (que es la proporción de energía
consumida que se asimila), y la eficiencia de producción neta (que
es la proporción de energía asimilada que se gasta en crecimiento,
almacenamiento y reproducción). En las plantas, la eficiencia de
producción es la relación entre la productividad neta y la
productividad bruta. Este índice varía entre un 30 y un 85%.

33. Para finalizar…
• La brevedad de las cadenas tróficas, es decir, el hecho de que
sean tan cortas, fue atribuida desde hace tiempo a la ineficiencia
involucrada en la transferencia de energía de un nivel trófico a
otro, una explicación que, como tantas otras en ecología, está
ahora sufriendo una revisión crítica. Sin embargo, en general, sólo
un 10% de la energía almacenada en una planta se convierte en
biomasa animal en el herbívoro que come esa planta. Se
encuentra una relación semejante en cada nivel sucesivo.

34. Las relaciones energéticas entre los niveles tróficos determinan la
estructura de un ecosistema en función de la cantidad de
organismos y de la cantidad de biomasa presente.