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UNIDAD PROBLEMA Nº 1
INTRODUCCIÓN A LA NUTRICIÓN HUMANA
Situación problemática:
«Milton trabaja una huerta en los alrededores de Rosario. En la misma
produce papas y verduras de hoja verde. Siempre utilizó los métodos de cultivo
que le transmitieron sus padres y abuelxs, pero le han comentado que los
mismos podrían ser inadecuados debido al aumento de las temperaturas.»
El objetivo de esta UABP será analizar:
- El origen del universo y de la vida.
- El ciclo de la materia y el flujo de la energía en los seres vivos.
- Introducción a la termodinámica.
- La introducción a la bioenergética.
- El consumo energético humano.
- Aspectos sociales relacionados.
ÍNDICE BIBLIOGRÁFICO:
BIOLOGÍA ------------------------------------------------------------------------------ página 3
BIOFÍSICA ----------------------------------------------------------------------------- página 32
AREA SOCIAL ------------------------------------------------- ------------------------página 44
BIOQUÍMICA ------------------------------------------------------------------------- página 49
FUENTES:
Cultura y sociedad:
. CANCLINI N: “Cultura e ideología” En: Cultura y Sociedad. Una introducción. México, CCE, 1981
. CANCLINI N: “Entrada” En: Culturas híbridas. Estrategias para entrar y salir de la modernidad. Grijalbo.
. LINTON, R: El individuo, la cultura y la sociedad (cap 1) En: Cultura y compromiso. Ed FCE, México, 1969.
Biología:
. CURTIS H, SUE BARNES N: “Átomos y moléculas” En: Biología 6° Edición, Cap.1, pág 1
. CURTIS H, SUE BARNES N: “Las células introducción” En: Biología 6° Edición, Cap.4, pág 99-109
. CURTIS H, SUE BARNES N: “El flujo de energía” En: Biología 6° Edición, Cap.7, pág 183-211
. CURTIS H, SUE BARNES N: “Ecosistemas” En: Biología 6° Edición, Cap.54, pág 1434-1447
. SUTTON, HARMOND: “Consumo energético humano” En: Fundamentos de Ecología: Cap.4 pág. 87-99
Biofísica:
. FRUMENTO, A: Biofísica. 3° Edición. Cap.2. Pág. 31-54
Bioquímica:
. BLANCO, A: Química Biológica. 10° Edición. Cap.3, 4 y 5. Pág. 21 a 96
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BIOLOGÍA
CONTENIDOS
- Nociones del origen del Universo y de la vida. Teorías. La teoría del Big Bang. La formación de la
Tierra y el comienzo de la vida. Página 4
- Introducción al enfoque de sistemas. Sistemas abiertos, cerrados y aislados. Sistemas
cibernéticos. Los sistemas biológicos. Concepto de modelo. Página 8
- Flujo de energía en la biosfera. Dependencia de los seres vivos de una fuente de energía. Ciclo de
la materia. Página 13
- Concepto de fotosíntesis y de respiración celular. Página 15
- Niveles tróficos. Productores o autótrofos y consumidores o heterótrofos. Cadenas alimentarias.
Página 17
- Consumo energético humano. Concepto de Consumo Energético Externo (CEE) y Consumo
Energético Interno (CEI). EL CEE en diferentes estadios culturales. Las revoluciones por la energía.
Página 21
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BIOLOGÍA
EL ORIGEN DE LA VIDA
Fuente: Curtis H, Sue Barnes N: Biología. 6° Edición
Nociones del origen del Universo y de la vida. Teorías. La teoría del Big Bang. La formación de la Tierra y
el comienzo de la vida.
Las características de los sistemas vivos, no emergen gradualmente a medida que aumenta el grado de
organización. Aparecen súbita y específicamente en forma de célula viva, algo que es más que sus átomos
y moléculas constituyentes y que es diferente que ellos. Nadie sabe con exactitud cuando o como comenzó
su existencia.
En algún momento de la historia de este planeta aparecieron sistemas biológicos capaces de
producir descendientes y evolucionar. El surgimiento de estos sistemas estuvo inmediatamente asociado
con los cambios que sufrió la tierra.
Formación del sol: hace aproximadamente 5000 millones de años, según calculan los cosmólogos, la
estrella que es nuestro Sol comenzó su existencia; a partir de la acumulación de partículas de polvo y gases
de hidrógeno y helio, que formaban remolinos en el espacio entre las estrellas más viejas. La inmensa nube
que se convertiría en el Sol se condensó gradualmente a medida que los átomos de hidrógeno y de helio
eran atraídos unos a otros por la fuerza de la gravedad y caían en el centro de la nube, cobrando velocidad
mientras caían. Cuando la aglomeración se hizo más densa, los átomos se movieron más rápidamente, más
átomos chocaban unos contra otros y el gas de la nube se tornó más y más caliente. A medida que la
temperatura se elevaba, se intensificó la violencia de las colisiones hasta que los átomos de hidrógeno
chocaron con tal fuerza que sus núcleos se fusionaron formando átomos de helio adicionales y liberando
energía nuclear (energía de fusión) en el corazón del Sol, que es la energía que se irradia desde su
incandescente superficie.
Formación de la tierra: según la teoría actual, los planetas se formaron a partir de los restos de gas y de
polvo que giraban alrededor de la estrella recién formada. Cada planeta fue limpiando por completo su
propia órbita, recogiendo la materia suelta, a la manera de una bola de nieve gigantesca.
Se estima que los planetas, incluyendo la Tierra, comenzaron su existencia hace aproximadamente
4600 millones de años. Cuando la Tierra aún estaba tan caliente que era principalmente un líquido, los
materiales más pesados se reunieron en un centro más denso, cuyo diámetro es aproximadamente la mitad
del diámetro del planeta. A medida que la superficie de la Tierra se enfriaba, fue formándose una corteza
externa ( las rocas más viejas de esta capan datan de 4.100 millones de años). Estudios sobre los cráteres
de la luna demostraron que hasta hace unos 3.800 millones de años, nuestro satélite fue constantemente
bombardeado por meteoritos (tal vez la Tierra haya pasado por un estado similar al de la Luna en la
actualidad).
Se supone que la atmósfera primitiva estaba formada principalmente por hidrógeno y helio. Sin
embargo, estos elementos se habrían fugado hacia el espacio exterior debido a que las fuerzas
gravitacionales eran aún muy débiles como para retenerlos.
Con posterioridad, a partir de los gases desprendidos por los volcanes, se habría formado una
atmósfera secundaria, a su vez, diferente de la actual. El agua habría emanado de los géiseres en forma
gaseosa y habrá permanecido como vapor de agua en la atmósfera. Al descender la temperatura, las nubes
de vapor se habrían condensado y se habrían formado los océanos calientes y poco profundos de la Tierra
primitiva.
El comienzo de la vida: la vida en la tierra existe en lo que denominamos biosfera. Este capa se extiende
sólo entre 8 y 10 kilómetros en la atmósfera y aproximadamente la misma distancia en las profundidades
del mar.
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Los organismos fósiles más antiguos databan de 600 millones de años, sin embargo dos avances han
aumentado el alcance de nuestra visión, el primero fue una hipótesis de los acontecimientos que
precedieron al origen de la vida. El segundo fue el descubrimiento de células fosilizadas de más de 3.000
millones de años.
Desde una perspectiva bioquímica, tres características distinguen las células vivas de otros sistemas
bioquímicos:
1) La capacidad para duplicarse generación tras generación.
2) La presencia de enzimas, las proteínas complejas que son esenciales para las reacciones químicas
de las que depende de la vida.
3) Una membrana que separa a la célula del ambiente circundante y le permite mantener una
identidad química distinta.
El primer conjunto de hipótesis verificables acerca del origen de la vida fue propuesto por el
bioquímico ruso A.I.Oparin y por el inglés J.B. Haldane, según ellos la aparición de la vida fue precedida por
un largo período lo que a veces se denomina evolución química.
Con respecto a la identidad de las sustancias, en especial los gases en la atmósfera se ha llegado a
un acuerdo general en dos aspectos críticos:
1) Había muy poco o nada de oxígeno.
2) Los cuatro elementos(hidrógeno, oxígeno, carbono y nitrógeno) que constituyen más del 95% de
los tejidos vivos, estaban en alguna forma en la atmósfera y en las aguas de la Tierra.
Además la energía abundaba en el planeta ej: en forma de calor. El vapor de agua era arrojado al
aire por los mares, se enfriaba en la atmósfera, formaba nubes, llovía y así sucesivamente.
Oparin formuló la hipótesis de que, se formarían moléculas orgánicas a partir de los gases
atmosféricos que se iban acumulando en los mares y lagos de la Tierra. Dado que no había oxígeno libre
para reaccionar con estas moléculas orgánicas y degradarlas a sustancias simples como el dioxido de
carbono, ellas habrían persistido. Debido a las radiaciones ultravioletas (del sol) muchas combinaciones de
moléculas se habrían roto y se volverían a formar; muchas de estas moléculas protegidas por la superficie
del océano que actuaba como filtro de los rayos ultravioletas habrían quedado más concentradas, a medida
que se acercaban entre sí aumentaba su concentración, así habrían estado sujetas a las mismas fuerzas
químicas que actúan sobre las moléculas orgánicas hoy en día.
Moléculas orgánicas pequeñas reaccionan entre sí formando moléculas más grandes, más aún
fuerzas tales como los puentes de hidrógeno y las interacciones hidrofóbicas hacen que estas moléculas se
ensamblen en agregados más complejos; estos agregados plurimoleculares, fueron capaces de
intercambiar materia y energía con el ambiente. En estas estructuras coloidales se habría desarrollado un
metabolismo sencillo, punto de partida de todo el mundo viviente.
A partir de la constitución de estos sistemas, se paso de la etapa de la evolución química a la etapa
que Oparin denominó evolución prebiológica o prebiótica.
En los sistemas químicos modernos, las moléculas y los agregados más estables tienden a sobrevivir,
de igual modo los agregados que tenían mayor estabilidad química habrían tendido a sobrevivir en la Tierra
primitiva. Así, un mecanismo análogo a la selección natural desempeñó su papel en la evolución
prebiológica.
Las primeras evidencias experimentales fueron aportadas por Stanley Miller, quien experimentó
que casi cualquier fuente de energía (rayos, radiación ultravioleta o ceniza caliente) habría convertido las
moléculas que se cree estaban en la superficie terrestre, en una variedad de compuestos orgánicos
complejos. Posteriormente, varias modificaciones en las condiciones experimentales y en la mezcla de
gases colocada en el vaso de reacción, hicieron posible producir casi todos los aminoácidos comunes, así
como los componentes de los nucléotidos del DNA y del RNA.
Más tarde del trabajo de Miller se ha criticado la composición de la atmósfera reductora utilizada
ya que pudo no ser representativa de la atmósfera real, esta objeción se basa en que al poco tiempo de la
formación del planeta, la atmósfera secundaria se habría formado por la actividad volcánica, por lo que
sería rica en N2, CO2 y agua con pequeñas cantidades de otras sustancias .El hidrogeno estaría en
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cantidades inferiores al 1%, por lo cual esta atmósfera sería levemente reductora (el H reduce a las
moléculas químicas al cederles electrones)
La mayoría de los bioquímicos cree ahora que por las condiciones de la Tierra joven, eran inevitables
las reacciones químicas productoras de aminoácidos, nucleótidos y otras moléculas orgánicas. Las
condiciones descriptas por Oparin no existen más en la superficie terrestre A partir del metabolismo de los
seres vivos , particularmente los organismos capaces de liberar oxígeno a la atmósfera, se fue
constituyendo la capa de ozono, capaz de filtrar las radiaciones ultravioletas. Así los seres vivos modificaron
la atmósfera primitiva y esto impidió la posterior formación de nueva vida a partir de sustancias inorgánicas.
Hipótesis alternativas: desde la época de Aristóteles la mayoría de los biólogos creía en que los seres vivos
podían originarse por generación espontánea en el polvo, el lodo o las gotas de rocío. En el siglo XVII,
Francisco Redi demostró que en frascos que contenían carne en descomposición, las larvas de las moscas
sólo aparecían donde las mismas habían depositado sus huevos (en un frasco abierto). Sin embargo, el
desarrollo de la microscopía en el siglo XVIII dio más fuerza a la teoría de la generación espontánea, ya que
en toda sustancia en descomposición, en frascos cerrados o no, se podía observar el crecimiento
microscópico de bacterias. Needham, un jesuita inglés sostenía que los microorganismos aparecían por la
intervención de una “fuerza vital”, mientras que otro investigador, Spallanzani que en frascos sellados a los
que se los había hervido no crecían microorganismos (según Needham, Spellanzani había matado su “fuerza
vital”). Todas estas controversias sólo pudieron resolverse cuando Louis Pasteur demostró que los
microorganismos aparecían sólo por causa del aire contaminado, postulando que “la vida es un gérmen y
un germen es vida” refutando definitivamente la teoría de la generación espontánea de Aristóteles.
Cincuenta años más tarde Oparin y Haldane formularon sus teorías.
Oparin experimentó sus hipótesis utilizando un modelo al que llamó coacervados. Los coacervados
son sistemas coloidales constituidos por macromoléculas diversas que se habrían formado bajo ciertas
condiciones en un medio acuoso. Fox realizó posteriormente estudios que simulaban las condiciones de la
tierra primitiva, incorporando mezclas secas de aminoácidos que se calentaron a T moderadas, formándose
polímeros llamados proteinoides térmicos.
Estos polímeros pueden formar microesferas proteinoides en soluciones acuosas, que si bien no son
células vivas presentan algunas particularidades de los seres vivos, como la de reproducirse por brotación
o gemación.
Los orígenes de la vida aún plantean muchos interrogantes, que son los siguientes:
- ¿en qué ambiente primitivo pudo originarse la vida? Pudo ocurrir en el océano, una laguna, un
charco, una fisura en una roca, entre capas de arcilla, cerca de fuentes termales o bajo el hielo
de los polos.
- ¿por medio de qué fuente de energía? Pudo haber sido geotérmica, luz UV solar, calor de los
volcanes, descargas eléctricas atmosféricas o varias de ellas combinadas.
- ¿cómo era la atmósfera primitiva? Pudo ser muy reductora (con abundante H) o poco reductora
(con poco H).
- ¿cómo se delimitaron los complejos plurimoleculares en compartimentos? Pudo ocurrir bajo la
forma de los coacervados de Oparin o bajo la forma de las microesferas de Fox
- ¿cuál fue la entidad molecular capaz de acumular información genética y transmitirla a la
descendencia? Pudo estar constituida por las proteínas, o por los ácidos nucleicos.
En relación a esto último, las teorías actuales postulan que las moléculas autorreplicantes se
organizaron en tres sistemas. Según un orden cronológico y evolutivo, dichos sistemas son:
1- Sistemas basados en ARN: Cech y Altmann demostraron que los ARN pueden actuar como
catalizadores y lo denominaron “ribozimas”. Además pueden regir su propia duplicación (ARN
autocatalítico).
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Así, estos estudios parecen confirmar que la vida a nivel molecular habría nacido en forma de ARN,
quien constituiría así nuestro LUCA (“last unknown common ancestor”), es decir nuestro último antepasado
común desconocido.
2- Sistemas basados en ARN y proteínas: estarían formados por ARN que codificarían para la síntesis
de proteínas que comenzaron a reemplazar al ARN en sus funciones catalíticas.
3- Sistemas basados en ADN: son los sistemas actuales, cuya codificación genética está en
moléculas de ADN (que habrían reemplazado a los ARN por ser más estables y menos susceptibles a la
degradación térmica y química), que promueven la síntesis de moléculas de ARN que dirigen la síntesis de
proteínas.
Las primeras células: los fósiles más tempranos encontrados hasta el momento datan de 3400 a 3500
millones de años. Estos son microfósiles, es decir fósiles microscópicos constituidos por restos de bacterias.
Sin embargo, evidencias indirectas parecen establecer un origen aún anterior (alrededor de 3850 millones
de años atrás). Estas evidencias indirectas consisten en cristales de apatita de fosfato con inclusiones de
carbono en forma de grafito, localizados en rocas de la isla de Akilia (Groenlandia). Estos cristales de fosfato
sólo pudieron ser generados por seres vivos.
Finalmente, y para complejizar aún más el tema del origen de la vida, en la actualidad está cobrando
mucha fuerza la teoría de un origen extraterrestre de la misma a partir del hallazgo de bacterias en un
meteorito proveniente del planeta Marte encontrado en la Antártida en 1996. Este meteorito, formado en
marte hace 4500 millones de años habría estado a la deriva en el espacio interestelar durante 16 millones
de años, hasta impactar finalmente sobre la tierra. Este impacto de meteoritos con vida proveniente de
otros planetas pudo haber “contaminado” o si se quiere “colonizado” nuestro planeta en los tiempos
remotos.
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SISTEMAS Y MODELOS
Introducción al enfoque de sistemas. Sistemas abiertos, cerrados y aislados. Sistemas cibernéticos. Los
sistemas biológicos. Concepto de modelo.
TEORIA GENERAL DEL SISTEMA
Es una visión integradora de la realidad, que permite describir y comprender lo complejo, y logra de
este modo una mayor eficacia de acción.
Este nuevo enfoque opta por recalcar la totalidad, por lo que recibe a veces el nombre de Holismo.
Es por esto que el perfil del médico que ofrece la Facultad de Ciencias Médicas de la U.N.R es el del
médico generalista que contempla al hombre como un ser bio - psico - social.
El médico debe estudiar al paciente como un todo, como parte de una realidad altamente compleja,
y para eso debe encarar el estudio del paciente como un sistema.
SISTEMA
Conjunto de elementos que interaccionan entre sí con un propósito o fin común.
De acuerdo a los elementos que lo constituyen tendremos:
SISTEMAS REALES: son aquellos que se pueden ver y tocar.
- Objetos, como parte de una máquina.
- Seres humanos, como parte de una familia.
- Animales, vegetales y minerales, como parte del ecosistema.
SISTEMAS CONCEPTUALES: no se pueden ver ni tocar.
- Ideas o proposiciones, por ejemplo, un sistema filosófico sería un conjunto de ideas agrupadas con
una finalidad.
Para que una colección de elementos sea considerada un sistema, deben interactuar con una
finalidad, objetivo o meta. Cada elemento cumple una función que le compete y debe estar ubicado y
relacionado de manera que pueda cumplir con su finalidad, o sea, debe tener una estructura (que se
modifica con el tiempo, formando parte de un proceso).
Los sistemas tienen límites, que separan los elementos que pertenecen al sistema de los que quedan
excluidos de él. Si queremos estudiar el cuerpo de un paciente, su límite será la piel (límite real). Si en
cambio, queremos estudiar su psique, su límite ya no será real, sino que será abstracto o conceptual.
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Esquema conceptual de un sistema
- Sistema: la porción del universo que decidimos estudiar.
- Subsistema: cada una de las partes integrantes de un sistema.
- Supersistema (o suprasistema): sistema que contiene al sistema en estudio, siendo este último un
subsistema del primero.
Materia
Los sistemas mantienen con el entorno intercambios de: Energía
Información
Lo que penetra al sistema, ingreso o entrada, es transformado a través de un proceso, para ser
eliminado como egreso o salida.
SISTEMA ABIERTO
Intercambia materia, energía y/o información. Ejemplo: los seres vivos.
SISTEMA CERRADO
Intercambia energía y/o información, pero no materia. Ejemplo: un televisor, el planeta tierra.
SISTEMA AISLADO
No intercambia ni materia, ni energía, ni información con el entorno. Se puede decir que no existe,
pero un ejemplo sería el universo en su totalidad.
Ningún sistema existe en el vacío, ya que siempre existe un supersistema que lo abarca.
El SISTEMA tiene una vida propia, es decir, nace se desarrolla y muere, siempre manteniendo un
equilibrio. Este equilibrio se denomina dinámico (depende del movimiento).
O sea que un sistema para permanecer en equilibrio, debe estar en movimiento, sufrir fluctuaciones
y variaciones.
Es preciso señalar que puede fluctuar dentro de ciertos límites. Estas fluctuaciones o variaciones en
torno al punto ideal de equilibrio, se consideran normales dentro de la vida de un sistema .
Sin embargo, existe siempre un margen para tales saludables fluctuaciones.
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A cierta distancia por encima o por debajo del punto ideal de equilibrio aparecen los llamados
“puntos críticos” más allá de los cuales el equilibrio se pierde.
La región comprendida entre el límite superior e inferior de dicha variación se denomina plano o
placa homeostática.
Cuando el sistema tiende a mantenerse dentro de la placa homeostática, el sistema ha producido
una retroalimentación negativa. En caso contrario, cuando el sistema tiende a escapar de la placa
homeostática, el sistema ha producido una retroalimentación positiva.
Estos sistemas siempre deben ser abiertos y se denominan sistemas cibernéticos (este tema será
ampliado y profundizado en la 3ª unidad temática).
Para comparar, explicaremos el equilibrio estático, que consiste en la inmovilidad de un objeto, y
dentro de él hallamos:
ENFOQUE GENERALISTA
Es una visión amplia e integradora del mundo, buscando no sólo la descripción de un sistema bajo
estudio, sino también sus relaciones con el supersistema que lo abarca .
El generalismo no debe ser un dogma, es decir una verdad indiscutible, por el contrario, debe ser
tomado como un enfoque orientador del pensamiento, una actitud frente al mundo, no excluyente de
otras.
El reduccionismo (visión limitada) es un pensamiento opuesto al generalismo.
JERARQUIA DE LOS SISTEMAS EN BIOLOGIA
ESPECTRO DE LOS NIVELES DE ORGANIZACION (también llamados niveles de resolución, de detalle o de
entendimiento).
Cada nivel de organización incluye un componente biótico que interactúa con un componente
abiótico, intercambiando materia y energía, produciendo un SISTEMA BIOLOGICO.
.
MODELO
Es una representación simplificada de un sistema, cuyo objeto es entender y predecir el
comportamiento del mismo.
. Modelo teórico: se denominan verbales si son explicados en forma oral, o bien pueden ser escritos.
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Ejemplo: una hipótesis científica, las teorías de la evolución, etc.
.componentes genes células órganos organismos poblaciones comunidades
Bióticos
Interactuando
Con
Componentes MATERIA ENERGÍA
Abióticos
Producen
Sistemas sistemas sistemas sistemas sistemas sistemas ecosistemas
Biológicos genéticos celulares orgánicos organísmicos poblacionales
funcionales
Modelo formal: a través de una ecuación matemática se intenta explicar la relación entre dos o más
variables del sistema.
Ejemplo:
ΔEi = ΔE
útil
+ ΔE
inútil
= 0
. Modelo gráfico: intenta explicar el sistema a través de esquemas.
Ejemplo:
. Modelo biológico: son los animales de experimentación, células cultivadas, embriones de pollo, etc.
. Modelo físico: aparatos que se construyen para imitar una ó varias propiedades de los sistemas reales.
Ejemplo: riñón artificial, pierna ortopédica, marcapaso, etc.
ETAPAS EN LA ELABORACION DE UN MODELO: MODELIZACION
* Definición de objetivos: de un sistema real, el modelo representará sólo aquellos aspectos que interesa
investigar.
* Análisis de sistemas: se analiza cómo está organizado el sistema a través de un estudio de sus subsistemas
(movimiento hacia abajo en la jerarquía).
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* Síntesis de sistemas: se construye un sistema simplificado: el modelo, por unión de sus subsistemas
(movimiento hacia arriba en la jerarquía).
* Valoración del modelo: consiste en contrastar el modelo con el sistema que se pretende representar, a
fin de verificar hasta qué punto se corresponde con los conceptos que se supone representa.
Las valoraciones van siendo cada vez mejores, pero son siempre perfectibles.
Ejemplo: las teorías de la evolución.
Analizaremos dos tipos de modelos gráficos en particular.
Gráfico de flujo
Elementos constituyentes:
- Cajas negras: se denominan así porque no se conocen o no se desean conocer los procesos que
ocurren dentro de ella.
- Flechas: determinan la dirección o sentido de los flujos de entrada y salida.
- Líneas festoneadas: indican que los ingresos provienen del supersistema: fuente, y que los egresos
son recibidos nuevamente por el supersistema: sumidero.
Ingreso egreso
FUENTES SISTEMA SUMIDERO
Gráfico de cajas inclusivas
Se realiza incluyendo cajas negras unas dentro de otras, buscando la descripción de un sistema bajo
estudio.
Ej: los vertebrados poseen un cordón nervioso cubierto por vértebras. Entre ellos se destacan las
aves y los mamíferos entre otros.
1
2 3
1. Vertebrados 2. Aves 3. Mamíferos
SISTEMAS ABIERTOS
Son aquellos que procesan entradas y producen salidas, se ven afectados por su entorno y a su vez
lo modifican. La forma más sencilla de esquematizarlos es el modelo de caja negra.
Este es un modelo de sistema abierto. Toma algo (entrada) y mediante manipulaciones
desconocidas (por eso la denominación de caja negra), lo modifica para producir algo diferente (salida).
Los seres vivos también son sistemas abiertos a los que denominamos sistemas biológicos o
sistemas vivientes. Puede decirse que la célula es el primer nivel de organización en el que aparece la vida.
CARACTERIZACION DE LA MATERIA VIVA
Los seres vivos están altamente organizados
. Son capaces de mantenerse invariables, en un equilibrio dinámico, resistiendo cambios de su
ambiente. Esta propiedad se denomina «homeostasis».
. Los seres vivos crecen, se reproducen y mueren.
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. Captan energía de su ambiente y la convierten de una forma en otra.
. Están adaptados a su ambiente, capacidad íntimamente ligada a la evolución de las especies.
Las entradas y salidas de los organismos biológicos consisten fundamentalmente en energía y
materia. Esta última la reciben bajo la forma de 30 a 40 elementos imprescindibles para su desarrollo,
siendo los más importantes el carbono, el hidrógeno, el oxígeno y el nitrógeno.
EL FLUJO DE ENERGÍA EN LOS ECOSISTEMAS
Flujo de energía en la biosfera. Dependencia de los seres vivos de una fuente de energía. Ciclo de la
materia.
Los seres vivos están estrechamente relacionados entre sí con el objeto de satisfacer una necesidad
básica común: obtener energía.
- ENERGIA: se define como la capacidad de un cuerpo o de un sistema para producir trabajo.
- ENERGIA SOLAR: es la única fuente de energía de la tierra y todas las demás derivan de ella por
transformación. Es energía radiante, es decir que se transmite mediante ondas electromagnéticas.
- ENERGIA NUCLEAR: radica en el núcleo atómico.
- ENERGIA MECANICA: que tiene dos formas: la energía potencial, que es la capacidad latente de
producir trabajo, y la energía cinética, que es la energía que posee un cuerpo en movimiento.
- ENERGIA QUIMICA: reside en los agregados de átomos de la materia. Es la única forma de energía
que pueden emplear los seres vivos para realizar sus funciones metabólicas a través de la combustión de
los alimentos durante la respiración celular, donde se libera la energía que los seres vivos pueden emplear
para efectuar un trabajo.
CALOR: es la forma final de todas las energías, debido al hecho de que cada vez que una forma de
energía se transforma en otra, se produce una cantidad de calor, que es inútil para generar trabajo en los
seres vivos, debido a que las células están constituidas por moléculas orgánicas incapaces de resistir
temperaturas o presiones elevadas.
La BIOSFERA es la porción del planeta y de su atmósfera que puede sustentar la vida. Está en
permanente intercambio de energía con el resto del universo, en cambio, intercambia muy poca materia.
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La ENERGÍA FLUYE unidireccionalmente en el ecosistema, por lo que es necesaria una entrada
permanente de energía debido a que la mayor parte se disipa como calor.
La MATERIA CICLA en el ecosistema, es utilizada continuamente por los seres vivos y luego es
devuelta al ambiente para que se vuelva a emplear, ya que la tierra posee un suministro fijo de materia o
elementos químicos que se usan una y otra vez cerrando ciclos.
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CONCEPTO DE FOTOSÍNTESIS Y DE RESPIRACIÓN CELULAR.
FOTOSINTESIS: proceso propio de los vegetales mediante el cual a partir de energía solar y materia
inorgánica (H2O,CO2, NH2, sales minerales), son capaces de elaborar materia orgánica (glucosa y otros
compuestos), rica en energía química (esta energía química es empleada por todos los seres vivos quienes
la transforman en energía cinética, eléctrica, calor, etc).
RESPIRACION CELULAR: proceso celular, tanto del vegetal como del animal, que tiene lugar en las
mitocondrias y consiste en una oxidación de sustancias orgánicas complejas (glúcidos, grasas y
eventualmente proteínas) con liberación de ATP, Calor, H2O y CO2.