RESPIRACIÓN CELULAR

INTRODUCCIÓN

Queridos estudiantes, hoy aprenderemos sobre la respiración celular, un proceso fascinante que ocurre en nuestras células para producir energía. Lean con atención:

Las células son las unidades básicas de vida en nuestro cuerpo. Al igual que nosotros, las células necesitan energía para poder funcionar y llevar a cabo sus tareas. ¿Y de dónde obtienen esa energía? ¡De la respiración celular!

La respiración celular es el proceso mediante el cual la célula obtiene energía a partir de nutrientes como la glucosa. Ocurre en dos etapas:

1. Glucolisis: La glucosa entra a la célula y se descompone en piruvato, liberando energía. 

2. Ciclo de Krebs: El piruvato entra a las mitocondrias de la célula, donde se descompone aún más, liberando más energía.

 

Además, en este proceso se producen moléculas llamadas NADH y FADH2 que transportan electrones. Estos electrones luego siguen un camino llamado cadena de transporte de electrones que termina generando la mayor cantidad de energía para la célula. 

Finalmente, toda esta energía liberada se utiliza para producir moléculas de ATP, que son como la moneda energética de la célula. El ATP le da a la célula la energía necesaria para realizar todas sus funciones vitales. 

Y así, mediante la respiración celular, nuestras increíbles células producen la energía que necesitamos para vivir. Es como una pequeña central eléctrica dentro de cada célula. ¡Increíble! Espero que esto les haya ayudado a entender mejor este proceso esencial para la vida. Pueden hacer preguntas si algo no quedó claro. ¡Aprender biología puede ser muy divertido!

¡Pero que es el ATP!

El ATP (adenosín trifosfato) es una molécula que se encuentra en todas las células vivas es una molécula que actúa como la principal fuente de energía para casi todas las funciones celulares en los organismos vivos. Se le conoce como la "moneda energética" de la célula. 

¿Cómo se ve el ATP?

La molécula de ATP está compuesta por tres partes principales:

• Adenosina: Esta es una combinación de adenina (una base nitrogenada) y ribosa (un azúcar).

 

• Tres Grupos Fosfato: Están unidos en una cadena. Es aquí donde la molécula almacena energía.

 

¿Cómo funciona el ATP?

Cuando una célula necesita energía, rompe un enlace entre los grupos fosfato del ATP. Esto se hace mediante una reacción llamada hidrólisis, donde una molécula de agua se utiliza para romper el enlace. Cuando se rompe el enlace, se libera energía, que la célula puede utilizar para realizar trabajo. Esta reacción convierte el ATP en ADP (Adenosín Difosfato) y un fosfato libre, esto quiere decir que El ATP ahora se convierte en ADP (adenosín difosfato).

 

Recarga de Energía

El ADP no se descarta. Las células pueden "recargar" esta molécula, añadiendo un fosfato y convirtiéndola de nuevo en ATP. Este proceso de recarga se realiza a través de diferentes vías metabólicas, como la respiración celular o la fotosíntesis en las plantas.

 

Importancia del ATP

El ATP es crucial porque permite a las células controlar el uso de energía. En lugar de liberar toda la energía almacenada de una vez (lo cual sería ineficiente y peligroso), las células pueden liberarla en pequeñas cantidades según sea necesario, utilizando el ATP como intermediario.

 

Plantas y Otros Organismos Fotosintéticos

Las plantas y algunos otros organismos, como ciertas bacterias y algas, obtienen nutrientes principalmente a través del proceso de fotosíntesis. Este es un proceso químico que convierte la luz solar, dióxido de carbono (CO2) y agua (H2O) en glucosa, un tipo de azúcar que las plantas utilizan como fuente de energía. Durante este proceso, también producen oxígeno (O2) como subproducto. La fotosíntesis permite a estas plantas crear sus propios nutrientes y es fundamental para la vida en la Tierra, ya que produce la mayor parte del oxígeno que respiramos.

 

Animales y Otros Organismos Heterótrofos

Los animales, incluidos los humanos, y muchos otros organismos no pueden realizar la fotosíntesis. Son heterótrofos, lo que significa que necesitan consumir otros organismos o materia orgánica para obtener sus nutrientes. Estos nutrientes incluyen:

 

1. Carbohidratos: Proporcionan energía y se encuentran en alimentos como frutas, granos y vegetales.

2. Proteínas: Esenciales para el crecimiento y la reparación de tejidos, se encuentran en la carne, los huevos, los lácteos y las legumbres.

3. Grasas: Fuente importante de energía y necesarias para la absorción de ciertas vitaminas; se encuentran en alimentos como aceites, nueces y pescado.

4. Vitaminas y Minerales: Necesarios para diversas funciones corporales, como la regulación del metabolismo y el mantenimiento de huesos fuertes.

 

Los animales consumen estos nutrientes a través de la alimentación y los digieren mediante un proceso que generalmente incluye la descomposición mecánica y química de los alimentos. En los humanos y otros mamíferos, este proceso implica la masticación, seguida de la descomposición química en el estómago y la absorción de nutrientes en el intestino.

 

Organismos Descomponedores

Los descomponedores, como bacterias y hongos, juegan un papel crucial en los ecosistemas. Descomponen la materia orgánica muerta, como plantas y animales, convirtiéndola en nutrientes simples que pueden ser reutilizados por otros organismos, especialmente las plantas. Este proceso es esencial para el ciclo de nutrientes en la naturaleza.

En resumen, los seres vivos obtienen nutrientes de acuerdo a su tipo:

Fotosintéticos: Crean sus propios nutrientes a partir de la luz solar, CO2 y H2O.

Heterótrofos: Consumen otros organismos o materia orgánica.

Descomponedores: Reciclan nutrientes a partir de materia orgánica muerta.

Cada uno de estos métodos de obtención de nutrientes es esencial para el equilibrio y la salud de los ecosistemas en nuestro planeta.

 

¿Cómo se transportan los nutrientes, dentro de los organismos vivos?

 

PLANTAS

En las plantas, el transporte de nutrientes ocurre principalmente a través de dos sistemas de tejidos especializados: la xilema y el floema.

 

Xilema: Transporta agua y minerales desde las raíces hasta las hojas y otras partes de la planta. El agua absorbida por las raíces se mueve hacia arriba a través de la xilema gracias a un proceso conocido como transpiración, que crea una especie de succión.

Floema: Transporta los nutrientes producidos por la fotosíntesis (principalmente glucosa) desde las hojas hacia el resto de la planta. Este movimiento se basa en un gradiente de presión creado por la diferencia en concentración de azúcares entre las hojas (donde se produce la glucosa) y otras partes de la planta.

 

ANIMALES

En los animales, el transporte de nutrientes es más complejo y depende del sistema circulatorio.

 

Sistema Digestivo: Primero, los nutrientes son absorbidos en el sistema digestivo. Durante la digestión, los alimentos se descomponen en componentes más pequeños (como glucosa, aminoácidos, ácidos grasos) que pueden ser absorbidos por el cuerpo.

 

Sistema Circulatorio: Una vez absorbidos, estos nutrientes entran al sistema circulatorio. En humanos y otros mamíferos, el corazón bombea la sangre, que transporta estos nutrientes a todas las partes del cuerpo. La sangre también transporta oxígeno, que es esencial para la producción de energía en las células.

 

Intercambio Celular: Los nutrientes y el oxígeno son entregados a las células a través de capilares, los vasos sanguíneos más pequeños. Las células utilizan estos nutrientes y oxígeno para la producción de energía y otras funciones vitales, y liberan dióxido de carbono y otros productos de desecho, que son transportados de vuelta al sistema circulatorio y finalmente eliminados del cuerpo.

 

ORGANISMOS DESCOMPONEDORES

Los descomponedores, como hongos y bacterias, absorben nutrientes directamente de la materia orgánica que descomponen.

 

Absorción Directa: A través de sus estructuras celulares, estos organismos secretan enzimas que descomponen la materia orgánica en nutrientes más simples. Luego, absorben estos nutrientes directamente a través de su membrana celular.

 

En resumen, el transporte de nutrientes varía según el tipo de ser vivo:

Plantas: Utilizan la xilema y el floema para transportar agua, minerales y nutrientes.

Animales: A través del sistema digestivo y circulatorio, los nutrientes son absorbidos y distribuidos a todas las partes del cuerpo.

Descomponedores: Absorben nutrientes directamente de la materia orgánica que descomponen.

Cada sistema de transporte está perfectamente adaptado a las necesidades y la biología del organismo en cuestión.

 

EXPULSIÓN DE RESIDUOS

Durante la nutrición, los organismos consumen alimentos, los cuales se descomponen en nutrientes más simples. Estos nutrientes son utilizados en la respiración celular para producir energía. La respiración celular generalmente ocurre en las mitocondrias de las células, donde los nutrientes como la glucosa se combinan con oxígeno para liberar energía, dióxido de carbono (CO2) y agua (H2O).

 

Expulsión de Dióxido de Carbono: Uno de los residuos de la respiración celular es el dióxido de carbono. Este gas es llevado por la sangre hasta los pulmones en los animales, incluyendo a los humanos. Aquí, se expulsa del cuerpo a través del proceso de exhalación. En las plantas, el dióxido de carbono se libera a la atmósfera a través de pequeños orificios en sus hojas, conocidos como estomas, especialmente durante la noche.

 

Eliminación de Agua y Otras Sustancias: El agua producida durante la respiración celular también necesita ser eliminada. En los humanos y otros animales, esto se hace a través de los riñones, que filtran la sangre y producen orina. La orina, que contiene agua y otros productos de desecho como la urea, se expulsa del cuerpo. Las plantas también pierden agua a través de un proceso llamado transpiración, que ocurre principalmente a través de las estomas.

 

Desechos Sólidos: Además de CO2 y agua, la nutrición también produce desechos sólidos. En los humanos y animales, los alimentos que no pueden ser digeridos completamente, junto con otras sustancias de desecho del cuerpo, se forman en heces, que son expulsadas a través del sistema digestivo.

 

En resumen, los seres vivos expulsan los residuos resultantes de la nutrición y la respiración celular principalmente a través de los pulmones (en forma de dióxido de carbono), los riñones (en forma de orina), y el sistema digestivo (en forma de heces). Las plantas también liberan dióxido de carbono y agua a través de procesos como la transpiración y la respiración. Estos procesos son cruciales para mantener el equilibrio y la salud del organismo.