CIENCIAS NATURALES

TEMA 2. LA FUNCIÓN DE NUTRICIÓN

2º ESO

TEMA 2. LA FUNCIÓN DE NUTRICIÓN QUÉ ES LA NUTRICIÓN

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La nutrición es el conjunto de procesos mediante los cuales las células transforman la materia y la energía tomada del exterior en materia y energía propias. Los procesos que tienen lugar durante la nutrición son: 1. Obtención de nutrientes 2. Respiración 3. Distribución de sustancias 4. Excreción 1. Obtención de sustancias Hay dos modos de nutrirse: Nutrición autótrofa. Hay seres que solo toman materia inorgánica como dióxido de carbono y agua y energía luminosa y con ella fabrican su materia orgánica (por ejemplo glucosa) y su energía útil. Son las plantas y el proceso se llama fotosíntesis. Nutrición heterótrofa. Hay seres que toman materia orgánica procedente de otros seres vivos y con ella fabrican su propia materia y obtienen la energía que necesitan. Los hongos y los animales (por ejemplo nosotros los humanos) tenemos nutrición heterótrofa. La materia orgánica está en los alimentos, y los hongos y los animales tienen que digerirlos para obtener los nutrientes. Las plantas toman directamente los nutrientes y por eso no tienen que hacer digestión. 2. Respiración Hay que distinguir entre la respiración pulmonar, que consiste en llevar el oxígeno a los pulmones para que viaje por la sangre y la respiración celular. La respiración celular sirve para obtener energía y tiene lugar en los orgánulos llamados mitocondrias. Allí, los nutrientes orgánicos (glucosa) se mezclan con oxígeno y se obtiene energía útil para la célula. Como residuo se desprende CO2 y agua. 3. Distribución de sustancias Si un organismo es unicelular, tomar sustancias del medio y expulsar residuos es sencillo y lo hacen a través de su membrana citoplasmática. Pero en un organismo pluricelular muchas células no tienen acceso al medio y por eso hacen falta sistemas de transporte, aparatos para hacer la digestión de los alimentos y aparatos para expulsar los residuos de las células. 4. Excreción La excreción es el proceso por el que los seres vivos expulsan los desechos producidos por las células. La excreción es diferente a la defecación, que es la expulsión de los restos de la digestión.

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LA ENERGÍA EN LA NUTRICIÓN

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0. Las reacciones químicas Una reacción química es un proceso por el que una o varias sustancias se transforman en otras. Las sustancias están formadas por átomos unidos mediante enlaces de modo que constituyen moléculas. En las reacciones químicas se rompen unos enlaces y se forman otros y hay casos en los que se desprenda energía y casos en que hace falta aportar energía. No olvides aprender cinco ejemplos de átomos y otros cinco de moléculas (los tienes en tu libreta) 1. La energía que utilizan las células Las células emplean la energía que contienen los nutrientes orgánicos. Aunque todos los nutrientes orgánicos encierran energía, algunos de ellos, que llamaremos nutrientes energéticos, son los preferidos por los seres vivos. Los nutrientes energéticos más típicos son los hidratos de carbono y las grasas. Hay dos tipos de reacciones químicas relacionadas con la energía de las células: La respiración, que rompiendo moléculas permite obtener energía. La fotosíntesis, que empleando energía de la luz consigue fabricar nutrientes energéticos. 2. La respiración celular La respiración celular es un proceso que se da en todas las células, sean animales o vegetales (de nutrición heterótrofa o autótrofa) y consiste en obtener energía a partir de nutrientes orgánicos y oxígeno. La respiración tiene lugar en las mitocondrias. A las mitocondrias llegan los nutrientes, glucosa por ejemplo, y el oxígeno. La glucosa y el oxígeno reaccionan desprendiéndose energía útil para la célula y transformándose las moléculas anteriores en dióxido de carbono y agua: Glucosa + oxígeno → Energía útil + CO2 + H2O La energía obtenida sirve para diferentes actividades:     

Contraer los músculos y así movernos. Enviar impulsos nerviosos y así poder pensar o controlar el cuerpo. Fabricar moléculas complejas como las proteínas o el ADN Mantener la temperatura corporal ya que el calor es una forma de energía. Etc.

La respiración es una combustión y por lo tanto es un proceso semejante al de quemar leña o gasolina: Leña + oxígeno → Energía (calor) + CO2 + H2O Gasolina + oxígeno → Energía (calor) + CO2 + H2O

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3. La fotosíntesis La fotosíntesis es un proceso que solo pueden realizar los vegetales (las algas y las plantas). Consiste en fabricar (síntesis) moléculas orgánicas como la glucosa a partir de moléculas inorgánicas como el dióxido de carbono y el agua y energía luminosa (foto). Como pasaba con la respiración, se trata de un proceso en el que tienen lugar reacciones químicas.

CO2 + H2O + Energía luminosa → Glucosa + oxígeno La fotosíntesis tiene lugar en los cloroplastos, que son unos orgánulos exclusivos de las células vegetales. Estos orgánulos tienen una sustancia de color verde llamada clorofila que es la que puede captar la luz. (La clorofila no sirve para dar color verde a las plantas sino para aprovechar la luz del Sol, lo mismo que la nariz no sirve para que no se caigan las gafas sino para que por ella entre el aire hacia los pulmones). Gracias a la fotosíntesis, la energía de la luz queda almacenada en la materia orgánica. La respiración y la fotosíntesis son procesos opuestos (Hay que fijarse en las dos reacciones).

LA NUTRICIÓN EN LAS PLANTAS

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Para nutrirse las plantas tienen que tomar nutrientes, hacer la fotosíntesis, repartir las sustancias que han fabricado, tienen también que respirar y por último, deben expulsar las sustancias que producen las células que no les sirven. 1. La obtención de nutrientes Se realizan 3 procesos: 

Absorción de agua y sales minerales: se extraen del suelo a través de los pelos radicales de las raíces. El agua con las sales forma la savia bruta.



Absorción del dióxido de carbono: este gas se toma del aire y entra por los estomas de las hojas.



Fotosíntesis: con el agua, las sales minerales, el CO2 y la luz solar las plantas fabrican su materia orgánica (como por ejemplo glucosa) y se produce como desecho oxígeno que se expulsa a la atmósfera. La fotosíntesis se realiza en los cloroplastos gracias a la clorofila. Las moléculas orgánicas mezcladas con agua forman la savia elaborada.

2. La respiración Las pantas, como los animales, respiran sin cesar. Para ello mezclan nutrientes orgánicos y oxígeno y así consiguen energía útil. Como productos de las reacciones químicas desprenden agua y dióxido de carbono. Las plantas necesitan menos energía que los animales y por eso consumen menos nutrientes y oxígeno que ellos. 3. La distribución de los nutrientes Las plantas tienen un sistema de tubos muy finos por donde transportan la savia: un grupo de tubos llevan la savia bruta desde las raíces hasta las hojas y otro grupo de tubo reparten la savia elaborada (nutrientes) a todas las células del vegetal. 4. La expulsión de los desechos Las células de las plantas producen algunos desechos como el CO2 que tiene que ser eliminado y se hace por los estomas de las hojas (por allí también se expulsa vapor de agua y se toma el oxígeno. 3 DPTO. DE BIOLOGÍA Y GEOLOGÍA VALDEPEÑAS DE JAÉN

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LA NUTRICIÓN EN LOS ANIMALES: LA OBTENCIÓN DE LOS NUTRIENTES Resumen página 28 Para obtener nutrientes los animales deben primero tomar alimentos y después hacer la digestión. 1. La alimentación La alimentación consiste en tomar alimentos, que son materiales que proceden de otros seres vivos y que contienen nutrientes. 2. La digestión La digestión es el proceso mediante el que se obtienen los nutrientes que tiene el alimento. Hay animales sin aparato digestivo como las esponjas. El agua con sustancias alimenticias entra por los poros y dentro de la esponja y allí cada célula atrapa directamente el alimento y lo digiere dentro de ella. Los aparatos digestivos en los animales pueden ser de dos tipos: Cavidades gastrovasculares. El aparato digestivo es una cavidad con una sola abertura por donde entra el alimento y salen los restos no digeridos. La presentan los animales cnidarios (medusas y pólipos). Tubos digestivos. El aparato digestivo es un tubo con dos extremos abiertos: la boca por donde entra el alimento y el ano, por donde salen los restos no digeridos. Este tipo de aparato tiene la ventaja de que puede tener órganos especializados como el estómago o el intestino delgado. Cada órgano tiene una función. Hay dos tipos de digestión: Digestión mecánica, que consiste en romper el alimento en trozos muy pequeños pero que siguen siendo alimentos. Así se facilita la digestión química. En nuestro aparato digestivo esta digestión tiene lugar en la boca y en el estómago. Digestión química, que emplea unas sustancias llamadas enzimas digestivas capaces de realizar reacciones químicas que extraen los nutrientes de los alimentos. Las enzimas digestivas son fabricadas en glándulas digestivas como las salivares, las del estómago, las intestinales, las del páncreas y las del hígado. La mayor parte de la digestión química la realizamos en el intestino delgado. Solo podemos aprovechar los nutrientes de los alimentos si tenemos las enzimas adecuadas. Así por ejemplo, los animales herbívoros tienen la enzima que sirve para aprovechar la celulosa de los vegetales. Los humanos no tenemos esa enzima por lo que la celulosa no nos aporta nutrientes y atraviesa el tubo digestivo sin ser descompuesta. Es lo que llamamos fibra vegetal. Las personas con intolerancia a la lactosa no tienen la enzima que permite descomponerla y aprovecharla. Tras la digestión, los nutrientes deben pasar desde el tubo a las células del organismo. A este proceso se le llama absorción. En nuestro aparato digestivo la absorción ocurre en el intestino delgado.

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LA NUTRICIÓN EN LOS ANIMALES: LA RESPIRACIÓN

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Para poder hacer la respiración celular dentro de las mitocondrias, hay que llevar oxígeno a las células. Para ello los animales poseen un aparato especializado llamado aparato respiratorio. Recuerda: hay dos tipos de respiración, la que consiste en introducir el oxígeno en el organismo (es la que aquí se trata) para que pueda ser llevado a las células y la que realizan las propias células. En inglés hay dos términos diferentes para que no haya confusión: breathing and respiration. Los aparatos respiratorios sirven además para expulsar el CO2 procedente de la respiración celular. El oxígeno puede proceder del agua y del aire. En cada caso los aparatos son diferentes. 1. Animales que toman el oxígeno del agua. Podemos encontrar dos tipos. A través de la superficie del cuerpo: organismos de pequeño tamaño y que vivan en el agua o en lugares muy húmedos. Ejemplo: gusanos acuáticos, estrellas de mar, lombrices de tierra. Mediante branquias: Las branquias son láminas muy finas que están en contacto con el agua por el exterior y con un líquido corporal como la sangre por el interior. Las hay de muchas formas y en ellas el oxígeno del agua pasa fácilmente al interior donde será transportado a todas las células. Tienen branquias los moluscos acuáticos como los mejillones, las caracolas y los calamares. También muchos insectos acuáticos, los crustáceos, los anfibios cuando son jóvenes y los peces. 2. Animales que toman el oxígeno del aire. Hay dos tipos principales: Las tráqueas: es un sistema de tubos muy finos y ramificados que llegan a todas las células del organismo. Las tráqueas se abren al exterior del cuerpo por unos orificios llamados ostiolos. Las tráqueas son típicas de los insectos. Los pulmones: son dos órganos esponjosos formados por una gran red de tubos ramificados que terminan en millones de pequeños saquitos llamados alveolos que están al final de tubos microscópicos. Los alveolos tienen las paredes muy finas y están rodeados por capilares. Todos los tubos, grandes y pequeños, que llevan a los pulmones se denominan vías respiratorias. En el caso de los humanos, las vías respiratorias son las fosas nasales, la faringe, la laringe, la tráquea, los bronquios y los bronquiolos. Los pulmones son propios de los anfibios, los reptiles, las aves y los mamíferos. Los anfibios respiran por branquias cuando son renacuajos y por pulmones y por la piel cuando son adultos.

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LA NUTRICIÓN EN LOS ANIMALES: LA CIRCULACIÓN Y LA EXCRECIÓN Resumen página 32 1.

La circulación; El transporte de sustancias.

Las esponjas y los cnidarios no necesitan ningún mecanismo de transporte de materiales a sus células, ya que todas ellas están cerca del agua. El resto de los animales necesita un sistema circulatorio que está formado por: un líquido circulante (en nuestro caso la sangre), un sistema de tubos (en nuestro caso arterias capilares y venas) y un órgano impulsor del líquido (corazón). Los sistemas circulatorios tienen como misión trasportar nutrientes a las células, transportar productos de desecho de las células y en muchos casos transportar también el oxígeno. Los aparatos circulatorios pueden ser de dos tipos: abiertos y cerrados. Aparatos circulatorios abiertos: el líquido circulante entra y sale de los vasos y baña los tejidos del cuerpo. Los artrópodos (insectos, arácnidos y crustáceos) así como los moluscos, tienen aparatos circulatorios abiertos.

Aparatos circulatorios abiertos: el líquido circulante entra y sale de los vasos y baña los tejidos del cuerpo. Los artrópodos (insectos, arácnidos y crustáceos) así como los moluscos, tienen aparatos circulatorios abiertos. Aparatos circulatorios cerrados: el líquido circulante siempre va por el interior de los vasos. El intercambio de sustancias es a través de las finas paredes de los capilares. Aparecen en los anélidos (lombrices) y en todos los vertebrados (peces, anfibios, reptiles, aves y mamíferos. 2. La excreción. La excreción es la expulsión de sustancias de desecho (que no sirven) procedentes del interior de las células. En los animales más simples como las esponjas y los cnidarios, las células expulsan los desechos directamente al agua. El resto de los animales posee órganos de excreción que recogen los desechos que las células han expulsado a la sangre. El CO2 es un gas producido en la respiración. Este gas sale aprovechando el aparato respiratorio (pulmones, branquias o tráqueas). El resto de las sustancias inservibles es retirado de la sangre y expulsado al exterior gracias a los órganos excretores. Hay muchos tipos diferentes según el animal. En los vertebrados se llaman riñones. Los riñones extraen las sustancias de desecho de la sangre formando la orina. La orina puede ser sólida o líquida según los casos y algunas de las sustancias que se expulsan son el amoniaco y la urea. Atención: existen tres procesos distintos que consisten en expulsar desechos: DEFECACIÓN: expulsión de los restos de la digestión. EXCRECIÓN: expulsión de los desechos de las células. SECRECIÓN: expulsión de sustancias útiles fabricadas por las células (sudor, moco, hormonas, leche, etc.)