Download nutrición en heterótrofos

Asociación Cultural de Habla Alemana
Instituto Juan Gutenberg
Escuela Secundaria - 2014
4º AÑO ESSO - BIOLOGÍA
2014 -Año del 25º Aniversario de la Caída del Muro de Berlín
Alumno: _________________________________________________
“NUTRICIÓN EN HETERÓTROFOS”
INTRODUCCIÓN
Todos los seres vivos requieren un suministro constante de sustancias
para obtener energía y material plástico que le permitan mantener el
funcionamiento normal.
Al hacer referencia al mantenimiento de las funciones normales, es
preciso comprender que, las sustancias necesarias, deben llegar a cada una
de las células que componen el organismo.
Cada grupo de organismos, dependiendo de sus adaptaciones al
medio, logra disponer tales sustancias utilizando diferentes mecanismos que
se pueden dividir, básicamente, en dos tipos: Autotrófico y Heterotrófico.
La presencia e interacción equilibradas, de los organismos autótrofos y
heterótrofos, a nivel de los ecosistemas, permiten el mantenimiento de éstos
a lo largo del tiempo. Los organismos autótrofos fotosintéticos (plantas) son
los encargados de producir las moléculas (orgánicas) que son utilizadas por
todos los organismos heterótrofos.
La nutrición en los organismos heterótrofos implica la incorporación,
transformación y eliminación de materia y energía, como mecanismos de
intercambio de información con el ambiente y que permite clasificarlos como
sistemas abiertos.
Estas tareas se realizan a través de los siguientes procesos:
a) Incorporación de materia: A nivel del organismo, las moléculas que el
organismo utiliza son ingresadas a través de dos vías, una es la digestiva y
la otra es la respiratoria. La primera se lleva a cabo mediante la ingestión
que permite ingresar, el alimento para su procesamiento en el sistema
digestivo, y absorción que el es proceso de pasaje de los productos de la
transformación del alimento hacia los sistemas de transporte (circulatorio y
linfático). La segunda vía permite que, a nivel de los pulmones, el Oxígeno
pase desde el ambiente a la sangre, a través de un proceso denominado
hematosis.
A nivel celular, las moléculas ingresan a las células atravesando las
membranas celulares mediante diferentes tipos de pasajes de
membrana, ya sean pasivos o activos (difusión, ósmosis, transporte
activo, etc.).
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b) Desdoblamiento de moléculas: Las moléculas complejas que constituyen
los alimentos son desdobladas a moléculas sencillas, mediante la
digestión, que se produce dentro de los órganos del sistema digestivo.
Cuando las moléculas, producto del proceso digestivo ingresan a las
células, pueden seguir siendo degradadas mediante los distintos procesos
del catabolismo que forma parte del metabolismo celular.
c) Transporte de sustancias: Las moléculas que son absorbidas son
transportadas hacia todas las células del organismo, para que se lleva a
cabo el metabolismo celular. Las sustancias de desecho, producto de
dicho metabolismo, deben ser transportadas desde las células hacia los
órganos de excreción. Este transporte se realiza por medio del sistema
circulatorio y el sistema linfático.
d) Eliminación de sustancias: Las sustancias que se producen como
desecho del funcionamiento celular, básicamente pueden dividirse en dos
grupos, las sustancias nitrogenadas y el dióxido de carbono, son
eliminadas a través de la excreción. Las primeras son eliminadas a través
del sistema urinario, mediante la micción y la segunda a través de los
pulmones, a través de la hematosis.
Las sustancias que no han sido absorbidas a nivel del tubo digestivo son
eliminadas por la vía digestiva a través de un proceso denominado
egestión.
“LAS MATERIAS PRIMAS DEL METABOLISMO”
1. ¿A qué se define como metabolismo? ¿Cómo puede medirse?
2. ¿Qué es un nutriente?
3. Diferencia y ejemplifica: MACRONUTRIENTE – MICRONUTRIENTE
4. ¿Cuál es el gas que debe ingresar al organismo? ¿Cuál es su destino?
5. ¿Cuál es el gas que se libera al exterior? ¿Cuál es su origen?
6. ¿Qué otro tipo de nutriente es necesario para que se lleve a cabo el
metabolismo? ¿Cuál es su función?
7. ¿Cuál es la relación entre el consumo de O 2 y la velocidad del metabolismo
celular? Justifica tu respuesta.
El intercambio de gases
8. El ingreso y el egreso de los gases respiratorios, se produce mediante su
difusión a través de una superficie que separa los medios interno y externo,
y los requerimientos energéticos de los procesos metabólicos determinan
que exista una velocidad óptima para tal proceso. Responde: ¿De qué
manera afectan la concentración de solutos y la temperatura al proceso de
difusión?
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9. a. Calcula la relación superficie volumen de los siguientes cuerpos
geométricos y luego elabora una conclusión:
b. Si los cubos fueran células que sólo pudiesen intercambiar materia a
través de la superficie ¿cuál de los dos modelos sería el más efectivo?
Justifica tu respuesta.
c. ¿Por qué fue evolutivamente favorable el desarrollo de los sistemas
especializados para cumplir con la función de nutrición en los
organismos multicelulares?
10. ¿Cuál es la diferencia y la relación entre respiración externa (hematosis) y
respiración interna (respiración celular)?
11. A continuación se muestra una figura que resume los diferentes tipos de
estructuras utilizadas para realizar el intercambio gaseoso por organismos
adaptados a la vida en diferentes ambientes (acuático y terrestre).
a) ¿Cuáles son las estructuras especializadas para el intercambio de
gases en los organismos adaptados a la vida terrestre? ¿Y a la vida
acuática?
b) Menciona ejemplos para cada tipo de respiración.
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c) ¿A qué se debe que algunos organismos puedan sobrevivir con un
intercambio gaseoso realizado a través de la superficie corporal y que
otros hayan desarrollado estructuras especializadas?
d) ¿Qué característica es fundamental para las superficies respiratorias?
Considera para responder el volumen corporal de los organismos.
12. Analiza los siguientes esquemas en blanco que representan estructuras
respiratorias adaptadas a la vida terrestre y la vida acuática, luego
responde:
a) ¿Dónde se localizan, con respecto a los medios, externo e interno, las
superficies respiratorias de los organismos acuáticos y terrestres?
b) Representa la localización de los sistemas de transporte en relación a las
branquias y a los pulmones.
13. Las estructuras respiratorias se caracterizan por su gran extensión. En la
evolución de los vertebrados, estas estructuras se presentan con diferente
organización, que comprende desde la vejiga natatoria de los peces
pulmonados, simple bolsa comunicada con la parte posterior de la faringe,
hasta las complejas masas esponjosas conformadas por alvéolos que son
ramificaciones internas del pulmón. Analiza las figuras y luego responde
las preguntas.
a) ¿A qué clase de vertebrados corresponden los pulmones que
presentan menor cantidad de subdivisiones internas?
b) ¿Cuáles son los que presentan mayor cantidad de subdivisiones?
c) ¿En cuál observas una marcada alveolización y ramificación bronquial?
d) ¿Qué pulmones presentan una mayor superficie de contacto con el
medio?
e) ¿Por qué el intercambio gaseoso en los anfibios es efectivo, si la
superficie del pulmón no es tan amplia en relación al volumen corporal?
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Anfibio
Reptil
Ave
Mamífero
La obtención de nutrientes a partir de los alimentos
14. Los organismos heterótrofos necesitan incorporar a su cuerpo sustancias
alimenticias complejas cuyo ingreso se denomina ingestión.
Para que esas sustancias puedan ser utilizadas deben ser degradadas
a compuestos más simples. Este proceso se denomina digestión.
Una vez simplificados en moléculas simples los alimentos pasan a la
sangre por absorción. Luego ingresan a las células del organismo donde
ocurre la asimilación.
Los restos de sustancias no digeridas son eliminados por egestión.
Estas actividades se cumplen en casi todos los organismos
heterótrofos aunque en diferente forma, según su nivel de organización
a) ¿En qué organismos heterótrofos multicelulares no se produce la
ingestión? ¿A qué se debe dicha situación? ¿A qué Reino y nivel de
organización pertenecen estos organismos?
b) Considerando el sitio en el que se produce la digestión ¿Qué tipo de
digestión poseen?
15. La mayoría de los animales suelen capturar masas de material alimenticio
relativamente grandes, las cuales se presentan en forma de organismos
enteros (presas) o sus partes. Este mecanismo se denomina captura
masiva. Por lo común se requiere de un complicado sistema de
degradación mecánica debido a que las porciones de grandes
dimensiones son de difícil digestión.
Una vez ingresado al interior del organismo, el alimento sufre diferentes
transformaciones, para ello debe cumplimentar una determinada ruta. Así
puede suceder que al alimento sea ingerido por el mismo sitio por donde
se produce la egestión (digestión bidireccional) , o bien, ingresa por una
abertura localizada en extremo de un “tubo digestivo”, opuesto al que
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permite la eliminación de los desechos de la digestión (tubo digestivo
unidireccional).
La degradación química de los alimentos se produce antes del ingreso
de los nutrientes a la célula, debido a ciertas sustancias producidas por las
células que forman las paredes del tubo digestivo y que son liberadas a su
luz, donde actúan.
En organismos superiores, aparecen glándulas anexas que son
órganos accesorios, que no forman parte del tubo y que constituyen
elementos mucho más sofisticados que producen otras sustancias que
participan en la degradación de los alimentos.
Podríamos determinar, que en este último tipo de tubo digestivo existen
especializaciones para: el almacenamiento, la degradación mecánica y la
degradación química de los alimentos.
Analiza los esquemas de las estructuras digestivas de los organismos que
figuran en los esquemas, agrupados por niveles de organización. Indica:
a) ¿Cuál es el sentido de circulación del contenido por la estructura
digestiva? Justifica tu respuesta.
b) ¿En qué grupos aparecen las glándulas anexas? ¿Cuál es la función de
estas estructuras?
c) ¿En qué grupo aparecen estructuras especializadas para la digestión
mecánica?
d) ¿Cuáles son los que poseen digestión externa e interna? Justifica tu
respuesta.
Poríferos
Nivel de Organización Tisular
Celenterados
Nivel de Org: Orgánico
Platelmintos
Nivel de Org: Sistema de Órganos
Anélidos
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Nivel de Organización: Sistema de Órganos
Equinodermos
Moluscos
Artrópodos
Vertebrados
16. Algunos animales poseen complejos mecanismos que les permiten
capturar y destrozar sus presas. Tales mecanismos pueden ser la
capacidad de correr a grandes velocidades, poder confundirse con el
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entorno en las áreas de caza, poseer fuertes mandíbulas dotadas de
agudos dientes o contar con poderosas patas delanteras.
Las adaptaciones a las diferentes dietas generaron diferentes
modificaciones morfológicas en las estructuras digestivas. Entre los
vertebrados, se puede diferenciar a un organismo que mantiene una dieta
herbívora de uno que es carnívoro mediante la forma de las cúspides de
las piezas dentales. Otra, es el largo del intestino.
a) ¿Qué indica la fórmula dentaria?
b) ¿Qué diferencias puedes observar en los esquemas que representan a
las características de los vertebrados herbívoros y carnívoros?
c) ¿Cómo resuelven, los herbívoros, el problema de la digestión de la
celulosa?
d) Observa en fotografías la posición de los ojos en los mamíferos
herbívoros y el los carnívoros. Establece una conclusión que relacione
dicha posición con el tipo de dieta.
e) Analiza las estructuras de los aparatos bucales de diferentes tipos de
insectos. Luego elabora una conclusión.
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Estructura de los aparatos bucales de los insectos
Referencias:
1. Labio superior; 2. Mandíbula; 3. Maxila; 4. Palpos maxilares¸5. Labio inferior; 6. Palpos
labiales¸ 7. Lóbulos esponjosos; 8. Canal salival.
f) En la siguiente figura se muestran diferentes picos de aves, analízala y
luego elabora una conclusión.
Estructura de diferentes picos de algunas especies de aves
17. En organismos del nivel de organización Sistema de órganos ¿Hacia qué
sistema deben pasar los nutrientes obtenidos en la digestión para ser
distribuidos a todas las células? ¿En qué sector del sistema digestivo
ocurre dicho pasaje? ¿Qué características debe poseer dicho sector para
facilitar el proceso de absorción?
“LA ELIMINACIÓN DE LOS DESECHOS DEL METABOLISMO”
18. Durante el metabolismo celular se producen sustancias de desechos que
atraviesan la membrana celular y son expulsadas del organismo o se
acumulan en él.
La eliminación de estos desechos se denomina excreción. Los productos
de excreción están formados por dióxido de carbono, agua y residuos del
metabolismo de las proteínas: amoníaco, urea y ácido úrico.
a) ¿Cuál es el proceso catabólico celular por excelencia que produce
agua como producto secundario y dióxido de carbono?
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b) ¿Cuál es la diferencia entre los organismos urotélicos, uricotélicos y
amoniotélicos?
19. Utiliza los siguientes esquemas para caracteriza las estructuras utilizadas
para la eliminación de desechos metabólicos en los diferentes niveles de
organización.
METANEFRIDIO
PROTONEFRIDIO
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“EL TRANSPORTE DE SUSTANCIAS”
20. En organismos pluricelulares sencillos, como los poríferos, los
celenterados y los platelmintos, los alimentos, el oxígeno y el agua
difunden a través de sus células fácilmente, por lo que no es necesario un
sistema especializado de transporte.
Describe cómo se lleva a cabo la circulación de sustancias en el nivel de
organización Tisular (Poríferos y Celenterados).
21. En grupos de organismos más complejos (pertenecientes al nivel de
organización de sistemas de órganos) se desarrolla un sistema
especializado en el transporte de materia y energía.
A
B
C
D
Los invertebrados superiores (anélidos, moluscos, artrópodos y
equinodermos) presentan un sistema circulatorio formado por uno o varios
corazones que impulsan el líquido circulante o hemolinfa hacia todo el
cuerpo, a través de vasos. En cambio en los vertebrados la circulación del
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contenido (sangre) por dentro del sistema, se lleva a cabo gracias a la
existencia de una sola y potente bomba.
a) ¿A qué puede deberse la necesidad de desarrollar un sistema
especializado de transporte, en los organismos complejos?
b) ¿Qué órganos constituyen los sistemas circulatorios de los organismos
del nivel de organización de sistemas de órganos? Explica brevemente
la función de cada uno y de qué forma se relacionan anatómicamente y
fisiológicamente entre sí.
c) Analiza los esquemas de la página anterior e indica cuáles
corresponden a las características de la circulación: SIMPLE – DOBLE
– CERRADA – ABIERTA – COMPLETA – INCOMPLETA.
d) Analiza los siguientes esquemas, que representan distintos tipos de
corazones de vertebrados, e indica cuál/es podría/n corresponder a
una circulación doble y completa. Justifica tu respuesta.
PECES
ANFIBIOS
REPTILES
AVES Y MAMÍFEROS
e) Indica para cada cavidad de los corazones, el tipo de sangre
(oxigenada / carboxigenada) que ingresa a las aurículas, de dónde
proviene y el tipo de sangre que egresa de los ventrículos (oxigenada /
carboxigenada) y cuál es su destino.
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