ESTÁNDAR
Entorno físico (Procesos químicos)
- Relaciono la estructura de las moléculas orgánicas e inorgánicas con sus propiedades físicas y químicas y su capacidad de cambio químico.
Ciencia, tecnología y sociedad:
- Utilizo modelos biológicos, físicos y químicos para explicar la transformación y conservación de la energía.
- Identifico aplicaciones de diferentes modelos biológicos, químicos y físicos en procesos industriales y en el desarrollo tecnológico; analizo críticamente las implicaciones de sus usos.
COMPONENTE
- Entorno físico (Procesos químicos)
- Ciencia, tecnología y sociedad
INDICADOR DE DESEMPEÑO
De Conocimiento:
- Explico cambios químicos en la cocina, la industria y el ambiente.
De Desempeño:
- Explico algunos cambios químicos que ocurren en el ser humano.
METODOLOGÍA/ SECUENCIA DIDÁCTICA
- Unidad didáctica
- Lípidos, proteínas, ácidos nucleicos, carbohidratos y vitaminas.
- Propósito
- Identificar la función que cumplen las biomoléculas en los organismos vivos a partir de la interpretación de situaciones donde se modifican sus variables (anabolismo y catabolismo).
- Desarrollo Cognitivo Instruccional
Metabolismo
Cada vez que das un mordisco a un bocadillo o un sorbo a un batido de frutas, tu cuerpo tiene que trabajar duro para procesar los nutrientes que has ingerido. Mucho después de que dejes el plato limpio como una patena y digieras los alimentos, los nutrientes que habrás ingerido se convertirán en los componentes básicos y combustible que necesita tu cuerpo para funcionar y crecer. Tu cuerpo obtiene la energía que necesita de los alimentos a través de un proceso denominado metabolismo.
En qué consiste el metabolismo
El metabolismo es un conjunto de reacciones químicas que tienen lugar en las células del cuerpo. El metabolismo transforma la energía que contienen los alimentos que ingerimos en el combustible que necesitamos para todo lo que hacemos, desde movernos hasta pensar o crecer. Proteínas específicas del cuerpo controlan las reacciones químicas del metabolismo, y todas esas reacciones químicas están coordinadas con otras funciones corporales. De hecho, en nuestros cuerpos tienen lugar miles de reacciones metabólicas simultáneamente, todas ellas reguladas por el organismo, que hacen posible que nuestras células estén sanas y funcionen correctamente.
El metabolismo es un proceso constante que empieza en el momento de la concepción y termina cuando morimos. Es un proceso vital para todas las formas de vida -no solo para los seres humanos. Si se detiene el metabolismo en un ser vivo, a este le sobreviene la muerte.
He aquí un ejemplo de cómo funciona el proceso del metabolismo en los seres humanos -y empieza con las plantas. En primer lugar, las plantas verdes obtienen energía a partir de la luz solar. Las plantas utilizan esa energía y una molécula denominada clorofila (que les proporciona su color verde característico) para fabricar azúcares mediante el agua y el dióxido de carbono. Este proceso se denomina fotosíntesis y probablemente ya lo has estudiado en clase de biología.
Cuando las personas y los animales ingieren plantas (o, si son carnívoros, ingieren carne de animales que se alimentan de plantas), incorporan esa energía (en forma de azúcar), junto con otras sustancias químicas fundamentales para fabricar células. El siguiente paso consiste en descomponer el azúcar a fin de que la energía producida pueda ser distribuida a todas las células del cuerpo, las cuales la utilizarán como combustible.
Después de ingerir un alimento, unas moléculas presentes en el sistema digestivo denominadas enzimas descomponen las proteínas en aminoácidos, las grasas en ácidos grasos y los hidratos de carbono en azúcares simples (como la glucosa). Aparte del azúcar, el cuerpo puede utilizar tanto los aminoácidos como los ácidos grasos como fuentes de energía cuando los necesita. Estos compuestos son absorbidos por la sangre, que es la encargada de transportarlos a las células. Una vez en el interior de las células, intervienen otras enzimas para acelerar o regular las reacciones químicas necesarias pata “metabolizar” esos compuestos. Durante este proceso, la energía procedente de los compuestos se puede liberar para que la utilice el cuerpo o bien almacenar en los tejidos corporales, sobre todo en el hígado, los músculos y la grasa corporal.
De este modo, el metabolismo es una especie de malabarismo en el que intervienen simultáneamente dos tipos de actividades: la fabricación de tejidos corporales y la creación de reservas de energía, por un lado, y la descomposición de tejidos corporales y de reservas de energía para generar el combustible necesario para las funciones corporales, por el otro:
El anabolismo, o metabolismo constructivo, consiste en fabricar y almacenar: es la base del crecimiento de nuevas células, el mantenimiento de los tejidos corporales y la creación de reservas de energía para uso futuro. Durante el anabolismo, moléculas simples y de tamaño reducido se modifican para construir moléculas de hidratos de carbono, proteínas y grasas más complejas y de mayor tamaño.
El catabolismo, o metabolismo destructivo, es el proceso mediante el cual se produce la energía necesaria para todas las actividades. En este proceso, las células descomponen moléculas de gran tamaño (mayoritariamente de hidratos de carbono y grasas) para obtener energía. La energía producida, aparte de ser el combustible necesario para los procesos anabólicos, permite calentar el cuerpo, moverlo y contraer los músculos. Cuando descomponen compuestos químicos en sustancias más simples, los productos de desecho liberados en el proceso son eliminados al exterior a través de la piel, los riñones, los pulmones y los intestinos.
Reacciones acopladas y transferencia de energía
Las células acostumbran a guardar la energía necesaria para sus reacciones en ciertas moléculas, la principal es el: ATP, trifosfato de adenosina. Las células lo usan para capturar, transferir y almacenar energía libre necesaria para realizar el trabajo químico. Funciona como una MONEDA ENERGÉTICA.
La función del ATP es suministrar energía hidrolizándose a ADP y Pi. Esta energía puede usarse para:
- obtener energía química: por ejemplo, para la síntesis de macromoléculas;
- transporte a través de las membranas,
- trabajo mecánico: por ejemplo, la contracción muscular, movimiento de cilios y flagelos, movimiento de los cromosomas, etc.
Estructura del ATP: es un nucleótido compuesto por la adenina (base nitrogenada), un azúcar (ribosa) y tres grupos fosfato.
Para ampliar la comprensión, observa el siguiente video: https://www.youtube.com/watch?v=WoCa-qQ7iHs
- Desarrollo Metodológico
Taller Icfes
1. En la imagen se representa un proceso metabólico. ¿Cuál es?
A) Anabolismo
B) Catabolismo
C) Proceso enzimático
D) Reacción química
2. La molécula que aporta la energía para que se lleve a cabo un proceso anabólico se llama:
A) ADP
B) ATP
C) AMP
D) MET
3. ¿En qué proceso metabólico se degradan macromoléculas, como los hidratos de carbono o los lípidos, para obtener moléculas más sencillas y ATP (energía)?
A) Anabolismo
B) Catabolismo
C) Proceso enzimático
D) Reacción química
4. Es la suma de todas las reacciones y transformaciones químicas que efectúa una célula u organismo.
A) Energía
B) Reacción
C) Metabolismo
B) Reacción
C) Metabolismo
5. Incluye los procesos en los que las moléculas complejas (azúcares, grasas y proteínas) son degradadas y descompuestas hasta las subunidades que las conforman, convirtiéndose en moléculas más pequeñas y simples.
A) Autotrofismo
B) Catabolismo
C) Anabolismo
B) Catabolismo
C) Anabolismo
6. Incluye los procesos químicos que tienen como finalidad la producción de sustancias orgánicas complejas ricas en energía a partir de sustancias más simples, lo que requiere a su vez energía para llevarse a cabo.
A) Anabolismo
B) Autotrofismo
C) Catabolismo
B) Autotrofismo
C) Catabolismo
7. Son organismos que utilizan compuestos inorgánicos como el dióxido de carbono como fuente de carbono para construir sus propias moléculas orgánicas.
A) Organismos quimioautótrofos
B) Organismos autótrofos
C) Organismos heterótrofos
B) Organismos autótrofos
C) Organismos heterótrofos
8. Son organismos incapaces de elaborar compuestos orgánicos a partir de compuestos inorgánicos como el dióxido de carbono, por lo que han de obtener el carbono del ambiente en forma de moléculas orgánicas relativamente complejas, como la glucosa, que deben oxidar para obtener energía metabólica. Ejemplos de ellos son los animales, hongos y la mayoría de microorganismos.
A) Organismos heterótrofos
B) Organismos quimioautótrofos
C) Organismos autótrofos
B) Organismos quimioautótrofos
C) Organismos autótrofos
