En los alvéolos pulmonares se intercambian los gases entre el aire y la sangre

Las paredes de los alvéolos pulmonares son muy delgadas y están rodeadas por una red de capilares sanguíneos.
En los alvéolos se realiza el intercambio de gases (O2 y CO2) entre el aire que hay en el interior de los alvéolos y la sangre que circula por los capilares sanguíneos. El intercambio de gases ocurre mediante un proceso físico llamado difusión, que consiste en que las moléculas se desplazan desde donde hay más concentración a donde hay menos.
El oxígeno es transportado en la sangre por una molécula muy conocida, la hemoglobina, de intenso color rojo. En ella hay hierro y es a él al que se une el oxígeno. La hemoglobina está dentro de los glóbulos rojos o hematíes.
El dióxido de carbono se transporta disuelto en el plasma sanguíneo (la parte líquida de la sangre).
                            
Las células necesitan oxígeno para oxidar los alimentos y así obtener energía: Respiración celular

La vida supone un constante consumo de energía. Energía que las células sólo saben utilizar en forma de energía química o energía de enlace (la energía que existe en los enlaces entre los átomos que forman las moléculas).
Para que los alimentos (sobre todo los alimentos energéticos como los glúcidos o las grasas) liberen esa energía, la célula los oxida completamente en un proceso llamado Respiración Celular, que ocurre en las mitocondrias y que necesita oxígeno. Ese es el destino del oxígeno que tomamos por los pulmones.
Como consecuencia de ello, el carbono de los alimentos queda completamente oxidado, es decir, queda como CO2, producto de desecho que debe ser expulsado del organismo. De esa tarea se encargan, como ya sabemos, los pulmones.
También se produce agua como producto de desecho, pero esta no se elimina, pues es muy útil para otras muchas funciones del organismo.
                     

Además de los nutrientes sólidos y líquidos hay nutrientes gaseosos

Nuestras células necesitan constantemente oxígeno, que nosotros tomamos del aire. El oxígeno llega a todas y cada una de las células transportado por la sangre que lo coge en un órgano altamente especializado: el pulmón.Pero poner en contacto el aire atmosférico con la sangre no es tarea fácil. La sangre podría contaminarse, infectarse, se evaporaría, se derramaría ... Gracias a la estructura del pulmón estos problemas están solucionados. Además el pulmón también se usa como órgano de excreción (es decir, un órgano en el que se arrojan al exterior los productos de desecho) pues en él se excreta el CO2 que sobra en las células y que la sangre lleva hasta los pulmones para ser tirado.

El aparato respiratorio es el encargado de suministrar y eliminar gases

Mediante los movimientos respiratorios el aire entra y sale de los pulmones

Llamamos ventilación pulmonar al continuo movimiento del aire desde la atmósfera a los pulmones y viceversa. En este proceso los pulmones juegan un papel pasivo, pues es la presión atmosférica la que mueve el aire, del modo siguiente:

La caja torácida está herméticamente cerrada. Si esta caja se hiciese más grande (aumentase su volumen) se produciría un vacío dentro y el aire intentaría entrar, pero está herméticamente cerrada y sólo hay un lugar por el que puede entrar: por la laringe, Y así lo hace, mas la laringe comunica con los pulmones que de este modo se hinchan como globos. Cuando la caja torácica vuelve a hacerse pequeña, el aire que hay dentro es expulsado.

Así, agrandando y reduciendo la caja torácica mediante los movimientos respiratorios logramos efectuar la ventilación pulmonar.

Estos movimientos son dos: 

- Inspiración, aumento del volumen de la caja torácica, entrada de aire. 

- Espiración, reducción del volumen de la caja torácica, salida de aire.

El alimento está preparado para ser distribuido a las células: absorción

Las moléculas resultantes de la digestión de los alimentos atraviesan las paredes del intestino delgado (ileon) pasando a la sangre y a la linfa. Esta, la linfa, transporta fundamentalmente los productos de la digestión de las grasas, el resto es transportado por la sangre.
Para que este proceso ocurra de manera eficaz las paredes internas del intestino presentan unos pliegues llamados vellosidades intestinales que aumentan la superficie de absorción.

Las sustancias no digeridas pasan al intestino grueso, donde ocurren cosas importantes

En el intestino grueso tienen lugar tres procesos con los que termina el tránsito de los alimentos por el tubo digestivo.

- Absorción de agua. Toda la digestión se ha realizado en disolución, con el alimento y las enzimas en agua. Ahora, en el intestino grueso, casi toda esa agua va ser recuperada por el organismo.

- Se realiza una digestión suplementaria gracias a las bacterias que viven en simbiosis con nosotros en nuestro intestino (la llamada flora intestinal). De este modo aprovechamos algo de celulosa (que no podemos digerir), pero, sobre todo, esas bacterias nos proporcionan vitaminas, siendo la principal fuente de vitaminasK y B12.

- Se forman las heces fecales, que es la forma de eliminar los residuos de la digestión (no confundir "eliminar los residuos" con "excretar los desechos"). Estas heces avanzan mediante movimientos peristálticos hacia el ano.

La digestión ocurre paso a paso

Boca:
En la boca el alimento se mezcla con la saliva formando el bolo alimenticio. La saliva, fabricada por las glándulas salivares, contiene entre otras substancias una enzima digestiva llamada amilasa que inicia la digestión el almidón.

Esófago:
En él ocurre una acción mecánica. Mediante los movimientos peristálticos, que son contracciones y dilataciones de los músculos de la pared del esófago, que amasan, mezclan y hacen avanzar el bolo alimenticio hacia el estómago.

Estómago:

En su pared interna hay glándulas secretoras de jugo gástrico, que contiene, entre otras substancias, proteasas (enzimas que actúan sobre las proteínas), HCl, es decir, ácido clorhídrico que tiene efecto bactericida y favorece la acción de las proteasas, mucus que actúa protegiendo la pared del estómago de la acción del ácido clorhídrico. 

El producto final de la digestión en el estómago recibe el nombre de quimo.

Intestino delgado:

El quimo se mezcla con la bilis y con el jugo pancreático (producidos por el hígado y por el páncreas respectivamente) en el duodeno. 

La bilis emulsiona las grasas convirtiéndolas en pequeñas gotitas, facilitando así la acción de las lipasas del jugo pancreático. Este jugo contiene, además de lipasas, amilasas y proteasas.

En las paredes del intestino delgado hay otras glándulas que fabrican el jugo intestinal en cuya composición entran de nuevo los tres tipos de enzimas. 

La acción conjunta de todas las enzimas producidas en este tramo completa la digestión química de todos los alimentos. 
Los movimientos peristálticos se siguen produciendo a lo largo de todo el intestino delgado.

Existe un aparato especializado en transformar los alimentos en moléculas sencillas (monómeros): el aparato digestivo

El aparato digestivo es, realmente, un tubo. El alimento durante su recorrido por el mismo se ve sometido a una serie de acciones que lo van transformando.
Esas acciones son de dos tipos: unas mecánicas (el alimento se fragmenta, se amasa, se mezcla, etc.) y otras químicas (ciertas substancias, las enzimas digestivas, atacan al alimento descomponiéndolo, otras substancias químicas ayudan a la acción de las enzimas).
Por ello, además del tubo digestivo existen unas glándulas anejas encargadas de segregar muchas de esas substancias (otras las segregan las propias paredes del tubo).

La boca es el punto de entrada del alimento en el cuerpo. En ella se encuentran diferentes estructuras que lo preparan: Dientes que fragmentan, glándulas que segregan saliva y la lengua que mueve y mezcla todo. 
Para fragmentar adecuadamente los diferentes tipos de alimento existen distintos tipos de piezas dentarias: los que cortan, los que desgarran y los que muelen.

Desde la boca el alimento pasa al esófago a través de la faringe. La faringe es un tramo común de las vías respiratoria y digestiva, es decir, es una vía de paso tanto del aire como del alimento. Para evitar que el alimento vaya a las vías respiratorias hay una especie de tapadera que cierra estas. Es la epiglotis.


A continuación de la faringe se encuentra el esófago, un tubo de unos 25 cm de longitud que comunica con el estómago mediante un estrechamiento muscular, un especie de anillo que puede abrirse y cerrarse (lo que se denomina un esfínter). Este esfínter se denomina cardias y controla la entrada de alimento en el estómago. 
El píloro comunica directamente con el intestino delgado. 
El intestino delgado tiene tres tramos: duodeno, yeyuno e ileon. 
El último tramo del intestino delgado (ileon) comunica con el intestino grueso mediante la válvula ileo-cecal.
El intestino grueso tiene tres partes: Ciego, colon y recto.

Las células sólo pueden utilizar ciertas formas de materia:

Porque únicamente pueden entrar en ellas, para ser utilizadas, moléculas sencillas (monómeros). Pero estas son muy escasas en la naturaleza. Normalmente lo que existe son grandes moléculas (polímeros), formadas por cientos o miles de moléculas sencillas unidas entre sí. Estas son las que forman los alimentos.

Observando la animación vamos a definir el proceso de digestión:
La digestión es un proceso mediante el cual las enzimas digestivas rompen las uniones entre los monómeros de tal forma que el polímero se transforma en numerosos monómeros libres. Las enzimas digestivas son específicas para cada polímero. Sobre el almidón actúan diferentes amilasas rompiendo las uniones entre las moléculas de glucosa. Sobre las grasas actúan las lipasas que separan los ácidos grasos de la glicerina. Y sobre las proteínas actúan proteasas que rompen los enlaces entre aminoácidos, dejando a estos libres.

La Nutrición

La nutrición es un proceso complejo, en el cual el ser vivo toma materia del medio y la utiliza para su propio beneficio, transformando esta materia y expulsando todo aquello que no  aprovecha.
Los animales incorporan materia orgánica, además de inorgánica, siendo su nutrición heterótrofa. Utilizan la materia orgánica para crear estructuras corporales (crecer), reparar otras ya formadas y para obtener energía. Una vez metabolizadas y degradadas las sustancias adquiridas, son expulsadas al exterior en forma de residuos.
En este complejo proceso intervienen los aparatos digestivo, respiratorio, circulatorio y excretor. En los organismos más sencillos puede faltar alguno de estos aparatos.

El aparato digestivo

En el proceso de nutrición, el aparato digestivo realiza todas las funciones encaminadas a la captura, ingestión, digestión, absorción y expulsión de los residuos no absorbidos. Para ello, el animal cuenta con una serie de órganos propios del aparato digestivo y otros accesorios que ayudan a completar su función.
El modelo de aparato digestivo varía según el tipo de animal que estudiemos. Sin embargo, se pueden reducir a dos modelos básicos que son el de forma de saco y el de forma de tubo. En ocasiones, como en animales endoparásitos, puede no existir aparato digestivo.

Saco

Es una estructura poco evolucionada en la que el orificio de entrada sirve también como vía de salida. Aparece en Poríferos, Cnidarios y Ctenóforos. Esta estructura aparece como deformación evolutiva de una estructura en forma de tubo, como es en el caso de muchos Equinodermos.

Tubo

Consiste en una estructura más o menos alargada en la que existe un orificio de entrada, llamado boca, y un orificio de salida, llamado ano. El alimento recorre el tubo en un único sentido, desde la boca hasta el ano. Pueden aparecer glándulas asociadas, cuya misión consiste en facilitar la digestión del alimento.

Fases del proceso digestivo

El aparato digestivo debe realizar una serie de actividades. Todas ellas están encaminadas a la adquisición, procesamiento e incorporación de las partículas alimenticias en el cuerpo, así como de la expulsión de todo aquello que no ha sido utilizado. Las fases del proceso digestivo son ingestión, digestión, absorción y egestión.

Ingestión

La adquisición del alimento se realiza por órganos especializados. La ingestión es la introducción del alimento en el aparato digestivo y se realiza a través de la boca. Para conseguir el alimento, existen diversos modelos de nutrición. Básicamente se ajustan a dos tipos, que son la nutrición macrofágica y la nutrición microfágica.
La macrofagia se produce en los animales que realizan de forma activa la selección y la captura del alimento. Es típica de depredadores y carroñeros.
Para llevar a cabo este tipo de alimentación se necesita algún tipo de estructura especial, como puede ser la existencia de distintos tipos de dientes o de pico, poseer veneno, zarpas, garras, musculatura potente, adaptación a la carrera, etc.
La microfagia es practicada por los animales que no seleccionan el alimento, como son aquellos que se nutren de líquidos, animales filtradores, sedimentívoros o micrófagos de superficie. Para este tipo de alimentación también se necesitan estructuras adecuadas, como piezas bucales especiales para la succión, espiritrompa de mariposas o redes filtradoras que tamizan el medio donde viven. Animales herbívoros de gran tamaño poseen poderosos dientes que aplastan la abundante cantidad de masa vegetal. Pueden tener, incluso, modificaciones en su aparato digestivo para aprovechar mejor ese tipo de alimento, como en el caso de los rumiantes.

Digestión

A lo largo de este proceso se transforma el alimento en materia que el organismo sea capaz de absorber. La digestión del alimento se realiza por procedimientos mecánicos y químicos. En el curso de este proceso se separa la materia asimilable, como glucosa, de materia no asimilable, por ejemplo pelos o uñas. El modelo más complejo de digestión se puede encontrar en los vertebrados superiores, tal es el caso de la digestión en Mamíferos.

Existen tres tipos de digestión:

La digestión intracelular. Consiste en digerir los nutrientes dentro de la célula, utilizando las enzimas digestivas de los lisosomas. Éste es el único sistema del que disponen animales poco evolucionados para digerir su alimento.

La digestión mixta. Comienza en la cavidad gastrovascular, segregando enzimas proteolíticas. Posteriormente, las sustancias nutritivas son atrapadas por las células que revisten la cavidad, mediante vesículas de endocitosis. Las macromoléculas fagocitadas sufren la digestión intracelular. Las partículas no digeridas se expulsan a través de la boca, único orificio existente.

La digestión extracelular. Es realizada por todos los vertebrados y por algunos invertebrados. Se produce en el exterior de las células, dentro del tubo digestivo. Este proceso supone la transformación del alimento en moléculas asimilables por el organismo; transformación que se consigue mediante una digestión mecánica y una digestión enzimática.

Digestión mecánica: se tritura el alimento, fragmentándolo para que pueda ser atacado más fácilmente por enzimas digestivas. Algunos animales poseen pinzas que utilizan en el exterior del tubo digestivo, otros tienen pico o dientes. Algunos presentan un estómago musculoso, triturador, que comprime el alimento, machacándolo con estructuras endurecidas o, incluso, con piedras que ha tragado con antelación.

Digestión enzimática: el alimento previamente machacado sufre el ataque de enzimas específicas. Su efecto produce moléculas más pequeñas, fácilmente asimilables.

Digestión en mamíferos

La digestión en Mamíferos se realiza en tres zonas diferenciadas del tubo digestivo, en la boca, en el estómago y en el intestino.

Boca: en la cavidad bucal el alimento se transforma en el bolo alimenticio, mediante la masticación y la saliva. La masticación es una digestión mecánica en la que el alimento se reduce a fragmentos pequeños por acción de los dientes. La saliva es una secreción de las glándulas salivales. Contiene enzimas digestivas que actúan sobre los glúcidos. El alimento es mezclado con la saliva mediante los movimientos de la lengua. La deglución consiste en llevar el bolo alimenticio hacia el esófago.
 
Estómago: en la digestión gástrica el bolo alimenticio se transforma en quimo. Los jugos gástricos están formados por mucina, ácido clorhídrico y pepsinógeno. La mucina protege la pared gástrica. El ácido clorhídrico evita el desarrollo de bacterias y actúa sobre el pepsinógeno transformándolo en pepsina, que es una enzima selectiva para las proteínas del bolo alimenticio. Las proteínas son transformadas en péptidos más pequeños. Las demás moléculas orgánicas no son atacadas por ningún tipo de enzima en el estómago.
 
Intestino: En el duodeno del intestino se produce la digestión total de los alimentos. El quimo es transformado en quilo en los espacios de las vellosidades intestinales, mediante los jugos intestinales, jugos pancreáticos y bilis. Una vez formado el quilo acaba la digestión y empieza la siguiente fase, la absorción.

Absorción y egestión

Absorción

En esta fase, las moléculas digeridas atraviesan la pared del tubo digestivo y se incorporan al metabolismo del animal. La absorción se produce en el intestino.

Para favorecer la mayor absorción posible los animales poseen distintos tipos de estructuras que aumentan la superficie del intestino. Los vertebrados tienen un sistema más complejo,  utilizando vías de distribución distintas para los diferentes tipos de nutrientes. Las adaptaciones más características son:

Aumento de la longitud el intestino: los animales herbívoros poseen un intestino mucho más largo que el intestino de carnívoros, debido a que la alimentación de herbívoros es energéticamente más pobre. Por ello, necesita mayor superficie de absorción.
 
Ciegos intestinales: son tubos que surgen del tubo principal y que no tienen orificio de salida. En ellos se produce una lenta absorción de los nutrientes.

Existencia de vellosidades y microvellosidades: Las vellosidades son repliegues de la pared del intestino. Las microvellosidades son repliegues de la membrana plasmática de las células epiteliales del intestino. Ambas estructuras aumentan la superficie de absorción.

Válvula espiral: los elasmobranquios (tiburones) son carnívoros que tienen un intestino muy corto. Para aprovechar al máximo la capacidad energética de su alimento, principalmente proteico, deben retardar el paso del alimento a través del intestino. Disponen de una estructura en el interior del intestino, en forma de escalera de caracol, que obliga al quimo a reducir su velocidad de circulación, permitiendo al animal una mejor digestión y absorción.

El paso de las moléculas al interior celular se realiza mediante difusión de los nutrientes sin gasto de energía o mediante un transporte activo, con gasto energético.

Tipo de transporte	Necesidad de transportador de membrana	Gasto de energía	Tipos de moléculas
Difusión simple	No	No	Fosfolípidos, ácidos grasos, colesterol, glicerina
Difusión facilitada	Sí	No	Fructosa, pentosas...
Transporte activo	Sí	Sí	Glucosa, galactosa, aminoácidos, bases nitrogenadas, iones

Absorción en vertebrados
En los vertebrados, la mayor parte de los componentes absorbidos pasa a la sangre, por un circuito que conecta el riego intestinal con el hígado. El circuito sanguíneo se llama sistema porta-hepático. Sin embargo, los lípidos viajan por elsistema linfático para no  obstruir los vasos sanguíneos. Esto es debido a que los lípidos sonapolares y no se mezclan con el agua del plasma sanguíneo.

Las moléculas orgánicas son absorbidas en el tramo inicial del intestino. El agua, las sales minerales y vitaminas producidas por la flora intestinal son absorbidas en los tramos posteriores del intestino, principalmente en el intestino grueso. En este tramo intestinal, la pasta semilíquida que circula por el tubo digestivo se transforma en las heces fecales, reduciendo notablemente la cantidad de agua.

Egestión

Consiste en la expulsión de las sustancias que el organismo no ha absorbido. Esta expulsión se produce por: 

Defecación: expulsión de heces compactas que se eliminan a través del ano y que contienen poca cantidad de agua. Un ejemplo son los excrementos de mamíferos.

Deyección: expulsión de heces líquidas, producidas en el intestino grueso, a través de la cloaca. Un ejemplo son las deyecciones de las aves.

Regurgitación: las aves rapaces suelen tragar sus presas enteras, con pelos, huesos, uñas. Son estructuras que no pueden digerir, y por tanto, tampoco absorber. Estas estructuras pueden producir escoriaciones en el tubo digestivo, ya que son duras y generalmente presentan zonas agudas o cortantes. Las rapaces, habitualmente las nocturnas, expulsan estas estructuras inservibles a través de su boca expulsando egagrópilas.

Egagrópilas de lechuza

La lechuza traga sus presas enteras. Sus potentes jugos digestivos se encargan de todo aquello que no sean: pelos, plumas y huesos; con todo esto forma una bola (egagrópila) que regurgita en los lugares que utiliza para descansar:  posaderos.

Objetivos de aprendizaje

Objetivos de aprendizaje de la unidad 1

• Utilizar la noción de sistema para analizar procesos de intercambios y transformaciones de materia y energía en una variedad de fenómenos naturales y artificiales, reconociendo la potencia del modelo.

• Analizar los principales procesos de entrada, transformación y salida de materia y energía en los sistemas vivos utilizando el modelo sistémico.

• Justificar que la nutrición es una función universal de los seres vivos recurriendo a ejemplos de la diversidad de estructuras y comportamientos que cumplen dicha función.

• Dar ejemplos de la relación estructura-función presente en las estructuras que participan en la nutrición en una diversidad de organismos.

• Interpretar la diversidad de tejidos, órganos y sistemas de órganos del organismo humano como subsistemas en interacción que integran un sistema mayor, complejo y coordinado que garantiza el flujo constante de materias primas, productos y desechos desde y hacia el entorno.

• Debatir acerca de las diversas disfunciones en la salud humana ligadas a los aspectos nutricionales, apoyándose en argumentos que muestran las diferencias entre aquellos que dependen de los comportamientos de los individuos, de los que están ligados a la inequidad en el acceso a los alimentos impuesta por el modelo económico dominante.

Objetivos de aprendizaje de la unidad 2

• Interpretar las reacciones involucradas en los procesos de nutrición en términos de un reordenamiento de átomos que involucra procesos de transferencia de la energía acumulada en las uniones químicas.

• Relacionar las reacciones de síntesis con procesos que requieren energía y las de descomposición como procesos que la liberan.

• Representar las transformaciones que ocurren durante la fotosíntesis y la respiración mediante esquemas y modelos analógicos e interpretar modelos dados.

• Relacionar la necesidad de la nutrición con la de incorporación de fuentes de materia y energía indispensables para mantener la estructura y las funciones de los seres vivos en tanto de sistemas abiertos.

• Establecer relaciones entre las funciones de nutrición en el nivel celular y las de las distintas estructuras a nivel de tejidos, órganos y sistemas de órganos que contribuyen a ella en los organismos pluricelulares.

• Interpretar gráficos que representan la evolución de un proceso metabólico (reacciones catalizadas y no catalizadas, variación de la intensidad de la fotosíntesis en función de la cantidad de luz, etc.), y apelar a ellos para realizar explicaciones acerca de dichos procesos.

• Explicar a partir de modelos sencillos de la acción enzimática, el rol y funcionamiento de catalizadores biológicos y reguladores de la velocidad y dirección de las principales reacciones que participan en el metabolismo.

• Analizar y describir los principales procesos vinculados a la nutrición desde el punto de vista del balance de materia y energía involucrados.

• Comparar los procesos de fotosíntesis y respiración con los de quimiosíntesis y fermentación respecto de las materias primas, los productos y el rendimiento energético total.

• Explicar en base a ejemplos el valor del conocimiento de las vías metabólicas de algunos microorganismos para su utilización en procesos productivos.

Objetivos de aprendizaje de la unidad 3

• Analizar el nivel de ecosistema utilizando los atributos aplicados a los sistemas vivos: conceptos de homeostasis, flujo de energía, transformaciones de la materia y energía, ciclos de los materiales.

• Interpretar diagramas de flujo de energía en un ecosistema y utilizarlos para apoyar explicaciones acerca del mismo. Utilizar dichos gráficos para predecir la evolución de un ecosistema tomado como caso de análisis.

• Analizar y describir en base a tablas y gráficos la productividad en diferentes ecosistemas relacionándola con los principales parámetros que la mensuran.

• Establecer relaciones entre la diversidad de ecosistemas presentes en la biosfera y las condiciones generales imperantes (climáticas, edáficas, etc.) que actúan limitando o potenciando los principales parámetros que miden la complejidad de los ecosistemas: biodiversidad, producción y biomasa.

• Describir, en base a ejemplos, los procesos de sucesión y regresión ecológicas y las principales diferencias entre estos procesos de la dinámica ecológica.

• Comparar las características de los ecosistemas naturales en determinados biomas con la de los agroecosistemas que se establecen en los mismos.

• Debatir acerca del impacto antrópico en los principales biomas del planeta a partir del modelo productivo dominante, y dar argumentos acerca de la necesidad de preservar dentro del mismo zonas que actúan como importantes reguladores de la dinámica planetaria: selvas, humedales, glaciares, etcétera.

Contenidos

Unidad 1. La función de nutrición - la nutrición en humanos

Unidad de funciones y diversidad de estructuras nutricionales en los organismos pluricelulares.

Los seres vivos como sistemas abiertos. Las funciones básicas de la nutrición: captación de nutrientes, degradación, transporte y eliminación de desechos. Principales estructuras que realizan la nutrición en diferentes grupos de organismos.

El organismo humano como sistema abierto, complejo y coordinado. Concepto de homeostasis o equilibrio interno. Las funciones de nutrición humana y las estructuras asociadas: sistemas digestivo, respiratorio, circulatorio y excretor.

El cuerpo humano a debate: diferentes representaciones del cuerpo humano a lo largo de la historia.

El fin del dogmatismo escolástico y el surgimiento de la anatomía y la medicina modernas.

Salud humana, alimentación y cultura. Los distintos requerimientos nutricionales en función de la edad y la actividad. Concepto de dieta saludable.

La alimentación a debate: posturas críticas hacia las pautas de producción y consumo de alimentos en las sociedades modernas. Las inequidad mundial en la distribución de los alimentos y su relación con la salud.

Unidad 2. Metabolismo celular: las células como sistemas abiertos

Transformaciones de materia y energía en los sistemas vivos. Las uniones químicas como forma de almacenamiento y entrega de energía. Concepto de alimento y nutriente. Papel de las enzimas en los procesos metabólicos. Las enzimas como catalizadores biológicos. Modelos de acción enzimática.

Principales procesos de obtención y aprovechamiento de la energía química. Alimentación, fotosíntesis y respiración. Estructuras celulares implicadas. Procesos alternativos del metabolismo energético: quimiosíntesis y fermentación.

Biotecnologías aplicadas. Biotecnología tradicional y modificación genética microbiana. Aprovechamiento del conocimiento de las vías metabólicas bacterianas y de las técnicas de bioingeniería aplicadas en la elaboración de alimentos, fármacos, enzimas, combustibles y en la biorremediación ambiental. Concepto de biodegradación y su vinculación con el metabolismo microbiano.

Las biotecnologías a debate: el desarrollo de biocombustibles y su probable relación con el incremento en el precio de los alimentos, el desarrollo de monocultivos y la degradación ambiental.

Unidad 3. Energía y materia en los ecosistemas

Los ecosistemas como sistemas abiertos. Concepto de homeostasis aplicado a los ecosistemas.

Ciclos de la materia y flujos de energía en los ecosistemas.

Eficiencia energética de los ecosistemas. Producción primaria y biomasa. Concepto de productividad.

La productividad en diferentes biomas.

Dinámica de los ecosistemas. Cambios en los ecosistemas desde el punto de vista energético.

Etapas serales y clímax en diferentes biomas.

Agroecosistemas. Características de los parámetros que miden la eficiencia energética y consecuencias de su maximización para fines productivos. Impactos ambientales derivados. La ecología a debate: ecología científica y ecología política; continuidades y rupturas. Las posturas ecologistas y sus propuestas de modelos alternativos para la producción y el consumo.