Transferencia de materia y energía en los seres vivos

TEMA 1


Medio ambiente


Es el conjunto de componentes físicos, químicos, biológicos y sociales capaces de causar efectos directos o indirectos en un plazo corto o largo sobre los seres vivos y las actividades humanas   


Sistemas y dinámica de sistemas

Def. Sistema: es un conjunto de partes operativamente interrelacionadas, en el que unas partes actúan sobre otras y del que interesa considerar fundamentalmente el comportamiento global. Un sistema es algo más que la suma de sus partes.

Modelos caja negra

Un modelos de caja negra se representa como si fuera una caja dentro de la cual no queremos mirar y solo nos fijamos en sus entradas  y salidas  de materia, energía e información.

Tipos

Abiertos:



En ellos se producen entradas y salidas de materia y energía


Cerrados


No hay intercambios de materia, pero SI de energía


Aislados


No hay intercambio de materia ni de energía

Energía en los sistemas


Los modelos han de cumplir



1ª ley de la termodinámica o conservación de la energía. La energía entrante= almacenada + saliente

2ª Ley de termodinámica


: La entropía. Parte no utilizable de la energía contenida en un sistema. Es una medida del desorden de la energía de un sistema.

Caja blanca

Si miramos el interior de un sistema, adoptamos un enfoque de caja blanca. Hay que marcar las variables que lo componen y unirlas con flechas que representan las interacciones

Diagramas causales


Relaciones simples


Directas:



O positivas, si aumenta A causa un aumento de B. Recíprocamente si disminuye A, disminuye B


Inversas




Si aumenta A disminuye B o si disminuye A aumenta B

Encadenadas:



Cuando hay varias variables unidas y en conclusión se denomina una aclaración


Relaciones complejas

Bucles de realimentación positiva y negativa
Potencial biótico r es el resultado de combinar ambos bucles y r=1º-2º
Efecto invernadero
Provocado por ciertos gases: vapor de agua, CO2, CH4, N2O que no dejan pasar el calor emitido por la luz solar, lo que provoca el aumento de temperaturas, lo malo es el incremento.

Efecto albedo

Porcentaje de la radiación solar reflejada por la tierra, del total de energía solar que recibe



Las nubes

Bajas: Aumentan el albedo Altas: Incrementan el efecto invernadero


Polvo atmosférico

Aumenta el albedo. Provocado por: Emisiones volcánicas, Meteoritos y Contaminación atmosférica


Volcanes doble efecto: Descenso de la Tª: Al inyectar polvo y Aumento de la Tª: Por las emisiones de CO2.

Cambios radiación solar

Excentricidad de la órbita, Inclinación del eje, Posición del perihelio


Influencia de la biosfera


Reducción de los niveles de CO2: transformación en materia orgánica y almacenaje en combustibles fósiles. Aparición de 02 atmosférico. Formación de la capa de ozono. Aumento del nitrógeno atmosférico Biomasa materia orgánica que constituye los seres vivos. 

TEMA 2


Recurso natural:


Es todo aquello que la humanidad obtiene de la naturaleza para satisfacer sus necesidades físicas básicas y otras necesidades fruto de sus apetencias o deseos. Puede ser todo aquello susceptible de ser usado. No renovables: Existen cantidades fijas sobre la corteza terrestre. Renovables: Nunca se agotan. Potencialmente renovables: Pueden ser repuestos por la naturaleza Impacto ambiental:
Modificaciones en la composición o en las condiciones del entorno debido a la acción humana, por la cual se transforma su estado natural y resulta dañada su calidad inicial. 

Desarrollo sostenible

Se define como la actividad económica que satisface las necesidades de la generación presente sin afectar la capacidad de las generaciones futuras, económica, social y ecológica. Tecnologías más limpias y eficientes. Desarrollo equitativo Indicadores ambientales de presión:

Reflejan la presión directa o indirecta que ejercen las actividades humanas sobre el m.A


De estado


Describen los efectos derivados de la presión sobre la calidad del medio. Dan idea del impacto ambiental originado de respuesta:

Indican el esfuerzo político o social en materia de m.A. Sirven para marcar objetivos y tomar decisiones


Huella ecológica

Es una medida del impacto ambiental generado por una determinada población humana. Se expresa en cantidad de área productiva, medida en hectáreas, necesaria para la producción de todos los recursos consumidos y para asimilar todos los residuos generados, incluido el CO2 emitido y que la vegetación podría volver a absorber.

Prevención de riesgo


Riesgo


Es toda condición, proceso o evento que puede causar daños personales, pérdidas económicas o daños al medio ambiente.

Catástrofe:


Una vez ocurrido el evento, los daños sobre la población afectada son muy notorios


Desastre:


Cuando el grado de destrucción es tal que la sociedad precisa de ayudas externas


Calamidad:


Si el desastre se prolonga temporalmente


Análisis del riesgo

Se estudia que ha ocurrido en el pasado y los distintos factores condicionantes


Peligrosidad:


Probabilidad de ocurrencia de un fenómeno dañino en un lugar determinado y en un intervalo de tiempo

Severidad:


Magnitud


Tiempo de retorno:


Frecuencia en el tiempo


Distribución geográfica


Extensión territorial


Vulnerabilidad:


Grado de daño expresado en tanto por uno de pérdidas respecto al total


. Exposición


: Representa al total de personas o bienes expuesto a un determinado riesgo


Planificación de riesgos

Medidas estructurales



Modificaciones de estructuras geológicas o construcción de construcciones adecuadas


Medidas no estructurales




Ordenación del territorio


Leyes que restringen el uso del suelo


Protección civil:

Estrategias para la prevención y protección hacia los riesgos. Sistemas de vigilancia, control, emergencia y alerta.

Educación:


Dar información sobre los problemas


Análisis coste beneficio


Resulta más económico la prevención que la corrección del resultado

TEMA 4


Biosfera:



Es el conjunto formado por todos los seres vivos que habitan la tierra


. Ecosfera


Es el conjunto formado por todos los ecosistemas de la tierra, o sea, es el gran ecosistema planetario


Ecosistema:

Es un sistema natural integrado por componentes vivos y no vivos que interactúan entre sí. (Componentes bióticos + componentes abióticos)

Biocenosis:


Comunidad de los seres vivos (componentes bióticos) que componen un ecosistema


Biotopo:


Es el ambiente físico y químico donde se desarrolla un ecosistema

Bioma



Diferentes ecosistemas que hay en la Tierra


Relaciones tróficas mecanismo de transferencia energética de unos organismos a otros en forma de alimento.

Productores:


nivel trófico. Transforman la energía del sol mediante la fotosíntesis para producir materia, parte de la materia orgánica sintetizada, es consumida directamente en el proceso de la respiración celular. El resto se almacena en forma de tejidos y puede ser transferida a los siguientes niveles tróficos.

Consumidores:


Organismos heterótrofos que utilizan la materia orgánica ya formada


Herbívoros:


Consumidores primarios que se alimentan de los productores


Carnívoros


Se alimentan de los herbívoros

Supercarnívoros



Ciclo de materia y flujo de energía




Reciclado de materia (flujo cerrado y

Flujo de energía (flujo abierto)


Parámetros tróficos


Biomasa


Cantidad en peso de materia orgánica (viva o muerta) de algún nivel trófico o ecosistema.
Se expresa en unid. De peso o de energía y puede estar referida a unid. De superficie o volumen.

Producción

Se refiere al incremento de biomasa.
Es una medida del flujo de energía que recorre el ecosistema por unid. De superficie y por unid. De tiempo.

Producción primaria


Es la energía luminosa transformada en materia orgánica mediante fotosíntesis


Producción secundaria


Se refiere al almacenamiento de energía en los heterótrofos


Producción bruta


Es el total de energía fijada por unidad de tiempo en un nivel trófico


Producción neta

Es la energía almacenada en un nivel trófico. Es el aumento de biomasa por unidad de tiempo. O sea la energía que queda después de descontar la respiración Pn = Pb – R la respiración se oxidan las moléculas orgánicas con oxígeno del aire para obtener la energía necesaria para los procesos vitales. La energía desprendida en esta reacción queda almacenada en ATP y NADH que la célula puede utilizar para cualquier proceso en el que necesite energía.

REGLA 10%. Parámetros tróficos


Eficiencia


: cociente entre la energía fijada en un nivel trófico o ecosistema y la energía que llega a ese ecosistema o nivel, o lo que es lo mismo: cociente salidas/entradas.

Pirámides ecológicas

Pirámides de energía


: Sigue la regla del 10%, la base representa la cantidad de energía en ese nivel


Pirámides de biomasa

: Representa la biomasa acumulada en ese nivel. En sistemas acuáticos la base puede ser más pequeña que el siguiente escalón.

Pirámides de números


: Representa el nº de individuos en un nivel trófico

Ley del mínimo


: El crecimiento de una especie vegetal se ve limitado por un único elemento que se encuentra en cantidad inferior a la mínima necesaria y que actúa como factor limitante.
Luz (mayor cantidad de luz provoca un aumento de la productividad hasta cierto nivel, sobrepasado el cual no aumenta la productividad), Nutrientes (nitrógeno y fósforo)
La riqueza y productividad de los ecosistemas dependen de los mecanismos de reciclado de los nutrientes. En ecosistemas marinos son mucho más condicionantes debido a la dificultad para el reciclado

.,

Temperatura (


Un aumento incrementa la producción, pero si aumenta en exceso decrece bruscamente


.), Agua (Permite el crecimiento, al servir de vehículo a las sales minerales y sin ella los estomas se cierran e impiden el paso de CO2.), Concentración de CO2 (
Niveles altos de CO2 aumentan la productividad como ocurre en invernaderos. Si el nivel es bajo cae la fotosíntesis, debido a que la enzima RuBisCO promueve la fotorrespiración. Plantas C3 Y C4)

CICLO C


Ciclo biológico




Fotosíntesis que fija carbono y respiración que lo devuelve


Ciclo biogeoquímico



Atmósfera e hidrosfera intercambian CO2 por difusión. Paso del CO2 de la atmósfera a la litosfera: el CO2 se disuelve en agua que ataca rocas (carbonatadas y silicatadas) formando compuestos que irán al mar. Retorno del CO2 a la atmósfera mediante erupciones. Sumideros fósiles CICLO FOSF
La reserva principal de fósforo lo constituyen los fosfatos (litosfera -> lento retorno). Existe mucho más N que P en la Tierra, pero los organismos necesitamos tener más P que N, por ello es el principal factor limitante para la producción de biomasa.

CICLO N

El N se encuentra en grandes cantidades en forma de gas, pero es inaccesible para la mayoría de seres vivos. Es después del P el principal condicionante de la producción de biomasa. Es imprescindible para la construcción de amoniácidos y ácidos nucleicos. El ciclo consta de 4 procesos: La fijación (N2 ->NOx) se puede realizar en la atmósfera, pero la mayor parte la realizan microorganismos. La amonificación la realizan bacterias que producen amoniaco de la descomposición de seres vivos. La nitrificación bacterias que transforman el amoniaco en nitritos NO2 y en nitratos NO3. La desnitrificación bacterias anaeróbicas que descomponen los nitritos en N2.

CICLO AZUFRE

El S se encuentra en la hidrosfera. Las plantas y microorganismos pueden incorporar directamente sulfato. El sulfuro de hidrógeno puede generar lluvias ácidas

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