Página 62 - Libro de Biología de Tercero de Bachillerato

Pista

• Recuerda que el término metabolismo engloba todos los procesos químicos del cuerpo: catabolismo (libera energía) y anabolismo (construye moléculas).
• La respiración celular sucede principalmente en la mitocondria y usa oxígeno para producir $$\text{ATP}$$.
• Piensa en ejemplos de rutas de síntesis: ¿cómo se forma la glucosa durante el ayuno?, ¿qué ocurre en los ribosomas cuando crecemos?
• Dibuja un esquema sencillo «Entrada de glucosa → Glucólisis → Ciclo de Krebs → Cadena respiratoria» para visualizar el flujo de energía.

Análisis de la pregunta
Se solicita identificar y describir las principales reacciones químicas que ocurren en el organismo humano para (a) liberar energía de los nutrientes durante la respiración celular y (b) sintetizar nuevos compuestos a partir de los alimentos ingeridos.

Resolución paso a paso

1. Respiración celular (catabolismo)
   La respiración celular comprende tres etapas fundamentales:
   • Glucólisis: descomposición de la glucosa en el citosol para formar piruvato y generar $$2\,\text{ATP}$$ netos y $$2\,\text{NADH}$$.
   • Ciclo de Krebs (o ciclo del ácido cítrico) en la matriz mitocondrial: oxida el acetil-CoA a $$\text{CO}_2$$ y produce $$3\,\text{NADH},\ 1\,\text{FADH}_2$$ y $$1\,\text{ATP}$$ (o GTP) por vuelta.
   • Fosforilación oxidativa: los electrones de $$\text{NADH}$$ y $$\text{FADH}_2$$ atraviesan la cadena de transporte electrónico generando un gradiente de protones que impulsa la $$\text{ATP-sintasa}$$. Resultado: ~$$32\,\text{ATP}$$ adicionales.
2. Síntesis de moléculas (anabolismo)
   El cuerpo humano reutiliza los productos de la digestión para construir sustancias nuevas:
   • Gluconeogénesis: formación de glucosa a partir de precursores no glucídicos (piruvato, glicerol, aminoácidos).
   • Biosíntesis de proteínas: ribosomas enlazan aminoácidos según la secuencia de ARNm.
   • Lipogénesis: síntesis de ácidos grasos y triacilglicéridos cuando hay exceso de carbohidratos.
   • Formación de nucleótidos y otros compuestos esenciales (hormonas, neurotransmisores).

Conclusión / Respuesta final
Las reacciones más importantes son las catabólicas de la respiración celular (glucólisis, ciclo de Krebs y fosforilación oxidativa) que proveen ATP, y las rutas anabólicas (gluconeogénesis, síntesis de proteínas, lipogénesis, formación de nucleótidos) que permiten fabricar nuevas moléculas a partir de los nutrientes.

Pista

• Pregunta a qué se debe el oxígeno que respiramos; su producción está ligada a un proceso químico vegetal muy conocido.
• Recuerda que las plantas también «respiran» (intercambian gases) y necesitan generar $$\text{ATP}$$.
• Piensa en sustancias que obtenemos de plantas (cafeína, morfina, aceites esenciales): todas provienen de reacciones de síntesis.

Análisis de la pregunta
Se debe argumentar si en las plantas ocurren reacciones químicas y explicar la razón.

Resolución paso a paso

1. Existencia de reacciones químicas
   Sí, las plantas realizan numerosas reacciones químicas porque, al igual que todo ser vivo, necesitan transformar energía y materia.
2. Ejemplos principales
   • Fotosíntesis: en los cloroplastos convierten la energía luminosa, $$\text{CO}_2$$ y agua en glucosa y oxígeno.
     $$6\,\text{CO}_2+6\,\text{H}_2\text{O}+\text{luz}\;\rightarrow\;\text{C}_6\text{H}_{12}\text{O}_6+6\,\text{O}_2$$
   • Respiración celular: igual que en animales, oxidan la glucosa para obtener ATP.
   • Síntesis de compuestos secundarios: alcaloides, taninos, terpenos y otros metabolitos que sirven de defensa o señalización.
3. Justificación
   Estas reacciones son indispensables para que la planta obtenga energía, crezca, repare tejidos y responda a su entorno.

Conclusión / Respuesta final
Efectivamente existen reacciones químicas en las plantas; la fotosíntesis, la respiración celular y la biosíntesis de metabolitos secundarios son ejemplos que evidencian su actividad metabólica.

Pista

• Piensa en la diferencia entre una ameba y un perro: ¿qué estructuras adicionales posee el perro que le permiten realizar actividades más complejas?
• Enumera al menos tres sistemas del cuerpo humano y reflexiona sobre cómo colaboran entre sí (ej.: sistema nervioso y endocrino).
• Recuerda el concepto de emergencia: propiedades que aparecen cuando las partes interactúan.

Análisis de la pregunta
Se pide reflexionar sobre la relación entre la organización estructural (configuración de sistemas) y la complejidad de los procesos biológicos.

Resolución paso a paso

1. Nivel de organización biológica
   Los seres vivos están dispuestos jerárquicamente: célula → tejido → órgano → sistema → organismo.
2. Especialización y división del trabajo
   A mayor nivel organizacional, existe mayor especialización celular y órganos dedicados a funciones específicas (p. ej., sistemas nervioso, circulatorio, endocrino).
3. Ejemplos comparativos
   • Bacteria: organización unicelular; sus procesos metabólicos ocurren en el citoplasma o membrana plasmática.
   • Ser humano: organización pluricelular con sistemas; hay procesos complejos como el control hormonal, la regulación homeostática y la comunicación neuronal.
4. Relación directa
   La presencia de múltiples sistemas interconectados posibilita procesos más sofisticados (p. ej., inmunidad adaptativa, aprendizaje) que no serían viables en organismos simples.

Conclusión / Respuesta final
Sí, la configuración de los sistemas determina la complejidad de los procesos: cuantos más niveles de organización y mayor especialización existan, más elaboradas y coordinadas serán las funciones vitales.