¿Qué son los procesos vitales?
Un cuerpo vivo siempre está haciendo trabajos de reparación y mantenimiento, aunque parezca quieto. Las células se descomponen y se reconstruyen, y las moléculas no dejan de moverse. Esto necesita energía, y la energía viene del alimento.
Las tareas básicas que mantienen vivo a un organismo se llaman procesos vitales:
- Nutrición: tomar alimento (energía y materia prima) del exterior.
- Respiración: descomponer el alimento dentro de las células para liberar energía.
- Transporte: llevar alimento, oxígeno y agua a todas las células.
- Excreción: eliminar los desechos dañinos que produce el cuerpo.
Un organismo de una sola célula hace todo esto a través de su superficie. Un cuerpo grande, de muchas células, necesita órganos especiales para cada tarea, porque la mayoría de sus células están lejos del exterior.
Formas de nutrición: autótrofa y heterótrofa
Los autótrofos (que se alimentan a sí mismos) fabrican su propio alimento a partir de sustancias inorgánicas simples: dióxido de carbono y agua. Lo hacen las plantas verdes y algunas bacterias. Los heterótrofos (que se alimentan de otros) no pueden; comen alimento hecho por otros, como los animales y los hongos.
El alimento que fabrican los autótrofos es la base de toda cadena alimentaria, por eso toda la vida depende de ellos.
Fotosíntesis: cómo las plantas fabrican alimento
La fotosíntesis es el proceso en el que las plantas verdes usan luz solar y clorofila para convertir dióxido de carbono y agua en glucosa, liberando oxígeno.
6CO₂ + 12H₂O → (luz solar, clorofila) → C₆H₁₂O₆ + 6O₂ + 6H₂O (forma equilibrada simple: 6CO₂ + 6H₂O → C₆H₁₂O₆ + 6O₂)
Tres sucesos de la fotosíntesis
- La clorofila absorbe energía de la luz.
- La energía de la luz se transforma en energía química y el agua se divide en hidrógeno y oxígeno.
- El dióxido de carbono se reduce (se une con hidrógeno) para formar carbohidrato.
No es necesario que ocurran uno justo después de otro. Las plantas del desierto toman CO₂ de noche (abren los estomas cuando hace fresco) y lo guardan; lo usan de día, cuando hay luz.
Dónde ocurre
Sobre todo en las células de las hojas, llenas de cloroplastos. La glucosa que no se usa enseguida se guarda como almidón, el banco de alimento de la planta.
Estomas y materias primas
Los estomas son poros diminutos, sobre todo en la cara inferior de las hojas. Cada uno está protegido por dos células oclusivas con forma de judía. Cuando entra agua en estas células, se hinchan y el poro se abre; cuando pierden agua, se encogen y el poro se cierra. Los estomas dejan entrar CO₂ y salir O₂, y también se escapa mucho vapor de agua por ellos, así que la planta los cierra cuando le falta agua.
- CO₂: del aire, a través de los estomas.
- Agua: del suelo, a través de las raíces y el xilema.
- Minerales (nitrógeno, fósforo, magnesio, hierro): del suelo. El nitrógeno se toma como nitratos/nitritos para fabricar proteínas; el magnesio forma parte de la clorofila.
Experimentos y claves para el examen
Prueba del almidón: deja una planta en maceta 3 días a oscuras (para que gaste su almidón) y luego ponla al sol. Hierve una hoja en alcohol para quitarle el color verde y añade yodo. Las partes que tuvieron luz y clorofila se vuelven azul-negro (hay almidón).
¿Hace falta clorofila? Usa una hoja variegada (con zonas verdes y blancas). Solo la parte verde se vuelve azul-negro.
¿Hace falta CO₂? Pon una planta en un frasco cerrado con hidróxido de potasio (que absorbe CO₂). Su hoja no muestra almidón.
Consejo de examen: las preguntas sobre la ecuación, los tres sucesos, la apertura y el cierre de los estomas y el experimento de la hoja sin almidón salen todos los años, normalmente por 2–3 puntos.
Fórmulas y definiciones clave
- 6CO₂ + 6H₂O → (luz solar, clorofila) → C₆H₁₂O₆ + 6O₂
- Procesos vitales = nutrición + respiración + transporte + excreción
- Autótrofo: fabrica su propio alimento; heterótrofo: depende de otros
- Clorofila: pigmento verde de los cloroplastos que absorbe la luz
- Estoma (plural estomas): poro para el intercambio de gases, abierto y cerrado por las células oclusivas
- Almidón: forma de reserva de la glucosa en las plantas; se vuelve azul-negro con yodo
Ejemplos resueltos
1. Nombra las materias primas y los productos de la fotosíntesis.
Materias primas: dióxido de carbono (del aire) y agua (del suelo). Condiciones necesarias: luz solar y clorofila. Productos: glucosa (guardada como almidón) y oxígeno (liberado).
2. ¿Por qué se deja una planta a oscuras 2–3 días antes de la prueba del almidón?
A oscuras la planta no puede fabricar alimento, así que gasta el almidón que ya tenía en las hojas. Así, si después del experimento aparece almidón, sabemos que se hizo durante el experimento y no antes.
3. Se prueba con yodo una hoja variegada de croton que estuvo al sol. ¿Qué verás y qué demuestra?
Solo las partes que eran verdes se vuelven azul-negro; las partes blancas quedan marrones. El almidón se formó solo donde había clorofila, así que la clorofila es necesaria para la fotosíntesis.
4. ¿Por qué las células oclusivas cierran los estomas en una tarde calurosa?
En un día caluroso la planta pierde mucha agua como vapor por los estomas. Cuando falta agua, las células oclusivas pierden agua, se aflojan y cierran el poro. Esto ahorra agua, aunque también frena la fotosíntesis porque entra menos CO₂.
5. ¿Por qué se dice que los autótrofos son la base de toda la vida en la Tierra?
Solo ellos convierten la energía de la luz en energía del alimento. Los herbívoros comen plantas, los carnívoros comen herbívoros y los descomponedores se alimentan de los restos de todos. Sin autótrofos, no entra energía de alimento en la cadena.
Errores comunes
- Decir que las plantas hacen fotosíntesis en lugar de respiración. Las plantas hacen LAS DOS: fotosíntesis en las partes verdes con luz, y respiración en todas las células todo el tiempo.
- Pensar que el oxígeno liberado viene del CO₂. Viene de la división del agua.
- Escribir que los estomas están en la cara superior. En la mayoría de las hojas están sobre todo en la cara inferior.
- Olvidar quitar el color de la hoja con alcohol (al baño maría) antes de añadir yodo; el color verde oculta el resultado.