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1º BACHILLER.SM. BIOELEMENTOS.BIOMOLÉCULAS ORGÁNICAS E INORGÁNICAS.

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Tema 1 lanaturalezabásicadelavida

  1. 1. NÚCLEO TEMÁTICO I: LAS BASES DE LA VIDA  TEMA 1: LA NATURALEZA BÁSICA DE LA VIDA: Niveles de organización de los seres vivos. Las biomoléculas como unidades químicas de los seres vivos. TEMA 2: ORGANIZACIÓN CELULAR DE LOS SERES VIVOS: La célula como unidad estructural y funcional de los seres vivos TEMA 3: LA ORGANIZACIÓN PLURICELULAR:  Histología y organografía vegetal básica.  Histología y organografía animal básica
  2. 2. TEMA 1: LA NATURALEZA BÁSICA DE LA VIDA TEMA 1: LA NATURALEZA BÁSICA DE LA VIDA 1º BACHILLERATO. BIOLOGÍA. I.E.S. RICARDO BERNARDO. DEPARTAMENTO BIOLOGÍA-GEOLOGÍA http://biologiageologiaiesricardobernardobelenruiz.wordpress.com/1o- bachiller/biologia-1º-bachillerato/ BIOLOGÍA Y GEOLOGÍA. EDITORIAL SM.
  3. 3. 1. CARACTERÍSTICAS DIFERENCIALES DE LOS SERES VIVOS 1. CARACTERÍSTICAS DIFERENCIALES DE LOS SERES VIVOS
  4. 4. NIVELES DE ORGANIZACIÓN: La materia viva presenta una organización jerárquica creciente. Cada nivel de organización está compuesto por los componentes del nivel anterior que al unirse interaccionan y aparecen propiedades emergentes (enfoque holístico). Actividades página 9:1,2,3,4. Pág 22: 27. Pág 23: 35
  5. 5. 2. LA UNIDAD QUÍMICA DE LOS SERES VIVOS 2. LA UNIDAD QUÍMICA DE LOS SERES VIVOS
  6. 6. NIVEL ATÓMICO: BIOELEMENTOS CLASIFICACIÓN:  Bioelementos 1arios o Mayoritarios: C H, O, N, P, S (96,2% =97%). FUNCIÓN ESTRUCTURAL O PLÁSTICA  Bioelementos 2arios : Cl, Na, K, Mg y Ca (2%).  Oligoelementos: o elementos traza ; Fe, Mn, Cu, F, I, Si, Zn, Ni, Co, Li, Al, etc. (1%), Porcentajes menores del 0,1% 
  7. 7. Bioelementos secundarios CLASIFICACIÓN:  Indispensables: Cl- , Na+ , K+ , Mg2+ ,Ca2+ , Fe, Si, Cu, Mn, B, F e I.  Variables: pueden faltar en algunos organismos. Br, Zn, Ti, V, Pb, Co, Al etc. Oligoelementos: o elementos traza ; Fe, Zn, Cu, Co, Mn, Li, Si, I y F Porcentajes menores del 0,1%
  8. 8. Abundantes:  Cl- , Na+ , K+ : mantienen el grado de salinidad y en el equilibrio de las cargas eléctricas a ambos lados de la membrana plasmática.  Na+ , K+ : transmisión del impulso nervioso.  Ca2+ : forma carbonato cálcico (CaCO3), de los caparazones de los moluscos y esqueletos de muchos animales. El ión Ca2+ interviene en la contracción muscular, la permeabilidad de las membranas celulares, la coagulación de la sangre, etc. Indispensables:  Mg: Necesario para la síntesis de clorofila
  9. 9. Oligoelementos ó Elementos Traza  Su porcentajes es de 1%, cada uno de ellos se encuentran en proporciones inferiores al 0,1%.  No todos forman parte de los seres vivos.  Son necesarios para el metabolismo celular.  Fe: sintetizar Hb e Mb, y los citocromos.  Zn: abundante en cerebro, órganos sexuales y páncreas (se asociada con la insulina)  Cu: síntesis de hemocianina (pigmento respiratorio de invertebrados acuáticos) y enzimas oxidasas  Co: síntesis de vitamina B12 (=cianocobalamina o cobalamina), y enzimas que regulan la fijación del Nitrógeno.  Mn: enzimas, factor de crecimiento y en procesos fotosintéticos.  Li: actúa incrementando la secreción de los neurotransmisores.  Si: caparazones de diatomeas, rigidez de los tallos de gramíneas y de los equisetos.  I: síntesis de hormonas tiroideas.  F: esmalte de dientes y en huesos.
  10. 10. Oligoelementos ó Elementos Traza  Su porcentajes es de 1%, cada uno de ellos se encuentran en proporciones inferiores al 0,1%.  No todos forman parte de los seres vivos.  Son necesarios para el metabolismo celular.  Fe: sintetizar Hb e Mb, y los citocromos.  Zn: abundante en cerebro, órganos sexuales y páncreas (se asociada con la insulina)  Cu: síntesis de hemocianina (pigmento respiratorio de invertebrados acuáticos) y enzimas oxidasas  Co: síntesis de vitamina B12 (=cianocobalamina o cobalamina), y enzimas que regulan la fijación del Nitrógeno.  Mn: enzimas, factor de crecimiento y en procesos fotosintéticos.  Li: actúa incrementando la secreción de los neurotransmisores.  Si: caparazones de diatomeas, rigidez de los tallos de gramíneas y de los equisetos.  I: síntesis de hormonas tiroideas.  F: esmalte de dientes y en huesos.
  11. 11. 3. BIOMOLÉCULAS INORGÁNICAS: EL AGUA3. BIOMOLÉCULAS INORGÁNICAS: EL AGUA
  12. 12. Estructura: la molécula es neutra pero debido a la electronegatividad del oxígeno se comporta como un dipolo => posibilidad de formación de enlaces por puentes o enlaces de hidrógeno con otras moléculas polares.
  13. 13. http://www.juntadeandalucia.es/averroes/manuales/materiales_tic/biomoleculas/hydrogenbonds.swf
  14. 14. PROPIEDAD FÍSICO- QUÍMICA FUNCIÓN BIOLÓGICA VALOR DE CTE. DIELÉCTRICA DISOLVENTE CALOR ESPECÍFICO TERMORREGULADOR COHESIÓN INTERNA TENSIÓN SUPERFICIAL ASCENSO SAVIA BRUTA FORMAS VIDA SUPERFICIE REACTIVIDAD QUÍMICA MEDIO REACCIONES QUÍMICAS MENOR DENSIDAD ESTADO SÓLIDO (HIELO) CAPA AISLANTE AGUAS CLIMAS FRÍOS
  15. 15. Congelación => menor densidad del hielo que el agua líquida⇒ función aislante térmico, permite la supervivencia de los organismos acuáticos durante el invierno.  En la mayoría de los líquidos la densidad aumenta a medida que la Tª disminuye. Ocurre porque las moléculas individuales se mueven con mayor lentitud y los espacios que hay entre ellas disminuyen.  La densidad del agua también aumenta a medida que la temperatura disminuye, pero sólo hasta que se aproxima a los 4º C, porque las moléculas de agua se encuentran tan próximas y se mueven con tanta lentitud que cada una puede mantener sus enlaces de H con otras 4 moléculas al mismo tiempo. Pero para que existan 4 enlaces de H simultáneos las moléculas deben alejarse unas de otras y se forma un enrejado abierto, que es la estructura más estable del cristal de hielo. En consecuencia el “agua sólida” ocupa “más volumen” que el “agua líquida”. Como el hielo es menos denso que el agua flota en ella.
  16. 16. Densidad =1 g/cm3 en estado líquido, a los 4ºC. Por ello el hielo flota sobre el agua, evitando la congelación de las zonas profundas de mares y lagos permitiendo el desarrollo de la vida bajo la superficie helada. Actividades página 11: 6 y 7. Pág 22: 28.
  17. 17. 4. BIOMOLÉCULAS INORGÁNICAS: SALES MINERALES4. BIOMOLÉCULAS INORGÁNICAS: SALES MINERALES
  18. 18. ÓSMOSIS:  Movimiento de agua desde una región MENOS CONCENTRADA DE SOLUTO (medio  HIPOTÓNICO ) a otra MÁS concentrada ( medio HIPERTÓNICO ). La ósmosis se realiza a través  de una proteína integral especializada que se conoce con el nombre de ACUAPORINA. MANTENIMIENTO DEL EQUILIBRIO HÍDRICO: FENÓMENOS OSMÓTICOS. ÓSMOSIS Medios: •Isotónicos: las dos soluciones tienen la misma Presión osmótica, la misma con la misma [salina]. •Hipertónicos: la solución de mayor presión osmótica, mayor [salina]. •Hipotónicos: la solución de menor presión osmótica, menor [salina].
  19. 19. Video resumen ósmosis: http://www.youtube.com/watch?v=oONjIH39uUw  Si el medio externo es isotónico respecto al medio interno celular, es decir tiene la misma concentración , la célula no se deforma.  Si el medio externo es hipotónico (menos concentrado), la célula se hinchará, fenómeno denominado TURGENCIA (ocurre cuando a las células de los peces de mar se les pasa a agua dulce). Si se rompe: LISIS.  Si el medio externo es hipertónico (más concentrado) , la célula perderá agua, se arrugará, dándose el fenómeno de PLASMÓLISIS. (ocurre cuando las células de peces de agua dulce cuando se pasan al mar)
  20. 20. Video resumen ósmosis: http://www.youtube.com/watch?v=oONjIH39uUw  PLANTAS: las células vegetales poseen grandes vacuolas y comprimen al citoplasma hacia la pared celular al ponerlas en contacto con una solución hipertónica respecto al líquido de la vacuola, el agua de ésta sale al exterior de la célula, la vacuola se arruga y arrastra al citoplasma => PLASMÓLISIS Si la solución es hipotónica entra agua a la vacuola y la comprime al citoplasma, se hincha => TURGENCIA  GLÓBULOS ROJOS, la membrana es mucho más fina,, al ponerse en contacto con una solución hipertónica se produce PLASMÓLISIS. Si la solución que se pone en contacto es hipotónica, los glóbulos rojos se dilatan tanto que llegan a estallar por rotura de la membrana => HEMOLISIS. Actividades página 12: 8, 9 y 10.. Pág 22: 29. Pág 23: 39.
  21. 21. 5.COMPUESTOS ORGÁNICOS5.COMPUESTOS ORGÁNICOS Todos los compuestos que tienen carbono en combinación con hidrógeno y otros elementos como oxígeno, nitrógeno, azufre o fósforo.  Forma enlaces covalentes, que son estables y acumulan mucha energía.  Puede formar enlaces, hasta con cuatro elementos distintos, lo que da variabilidad molecular.  Puede formar enlaces sencillos, dobles o triples.  Se puede unir a otros carbonos, formando largas cadenas.  Los compuestos, siendo estables, a la vez, pueden ser transformados por reacciones químicas.  El carbono unido al oxígeno forma compuestos gaseosos. Actividad página 13: 12. Pág 22: 31
  22. 22. Nombre Importancia biológica           Hidroxilo Polar, y por esta razón soluble en agua; forma puentes de hidrógeno              Carboxilo Ácido débil (dador de hidrógeno); cuando pierde un ión hidrógeno adquiere carga negativa:                                 Amino Base débil (aceptor de hidrógeno); cuando acepta un ión hidrógeno adquiere carga positiva:                              Aldehído Polar, y por esta razón soluble en agua; caracteriza a algunos azúcares              Cetona Polar, y por esta razón soluble en agua; caracteriza a otros azúcares               Metilo Hidrofóbico (insoluble en agua)                  Fosfato Ácido (dador de hidrógeno); en solución presenta habitualmente carga negativa:                             carbonilo Grupo
  23. 23. 6. LOS GLÚCIDOS, HIDRATOS DE CARBONO O AZÚCARES6. LOS GLÚCIDOS, HIDRATOS DE CARBONO O AZÚCARES  Fórmula empírica: CnH2nOn • CLASIFICACIÓN- • Osas o monosacáridos • Grupo funcional → Aldosas (ej. glucosa) y Cetosas (ej. fructosa) • Nº de C → Triosas, Tetrosas, Pentosas, ..... • Osidos: • Holósidos • Oligosacáridos: 2-10 monosacáridos • (ej. de disacárido sacarosa) • Polisacáridos : ↑ nº de monosacáridos • Homopolisacáridos (ej. almidón, glucógeno y celulosa) • Heteropolisacáridos (ej. Hemicelulosa, ácido hialurónico) • Heterósidos ⇒ azúcar + Aglucones
  24. 24. 6. 1. MONOSACÁRIDOS: concepto y estructura Polihidroxialdehídos o polihidroxicetonas Clasificación:  Según los grupos funcionales
  25. 25. Clasificación:  Según el número de átomos de carbono GRUPO Nº DE ÁTOMOS DE CARBONO Triosas 3 Tetrosas 4 Pentosas 5 Hexosas 6 Heptosas 7 Etc. (muy raros)
  26. 26. ALDOSAS
  27. 27. CETOSAS
  28. 28. ESTRUCTURA DE LOS MONOSACÁRIDOS EN DISOLUCIÓN  Para realizar la ciclación de una forma lineal (Fischer) se usa el método de proyección de Haworth  PASO 1:  Si la molécula es D, gira 90º a la derecha  Si la molécula es L, gira 90º a la izquierda
  29. 29.  PASO 2  La molécula se coloca formando un hexágono
  30. 30.  PASO 3:  Los radicales del C5 giran 1 posición hacia la izquierda
  31. 31.  PASO 4: – Entre el grupo carbonilo (aldehído) y el grupo –OH, se forma (añadiendo H2O) un hemiacetal + H2O
  32. 32.  PASO 5: - H2O - H2O Carbono anomérico
  33. 33.  RESUMEN:
  34. 34. 6.2 OLIGOSACARIDOS: DISACÁRIDOS: concepto y estructura
  35. 35. Maltosa: en la malta. 2 glucosas. Lactosa: en la leche. glucosa + galactosa. Sacarosa: en la caña. Formado glucosa + fructosa
  36. 36. 6.3. POLISACARIDOS: concepto y estructura
  37. 37. MONÓMERO (GLUCOSA) POLIMERO (AMILOPECTINA) POLISACARIDO ANIMAL
  38. 38. POLISACARIDOS VEGETALES ALMIDÓN CELULOSA
  39. 39. 6. FUNCIONES DE LOS GLÚCIDOS6. FUNCIONES DE LOS GLÚCIDOS Actividades página 14: 13, 14 Y 15. Pág 22: 30, 31. Pág 23: 41
  40. 40. 7. LÍPIDOS7. LÍPIDOS • Grupo muy heterogéneo, por su estructura química y su función. • TODOS tienen una serie de propiedades físicas en común: De origen biológico Son poco o nada solubles en agua. Son solubles en disolventes orgánicos, como éter, cloroformo, alcohol etc. De aspecto graso (ligeros, brillantes, untuosos al tacto). Son biomoléculas orgánicas que están formadas siempre por C, O, e H y a veces también por P, N, y S. Su insolubilidad en agua se debe a que su estructura química básica consiste en cadenas hidrocarbonadas con muchos enlaces C-C y C-H (no polares, no interactúan con el agua)
  41. 41. ácidos grasos ESTRUCTURA Son ácidos orgánicos con un grupo funcional carboxílico, unido a una larga cadena hidrocarbonada + de 12 carbonos.
  42. 42. SATURADOS (No presentan dobles enlaces) INSATURADOS (Presentan dobles enlaces)
  43. 43. SATURADOS (No presentan dobles enlaces)
  44. 44. INSATURADOS (Presentan dobles enlaces)
  45. 45. Tienen carácter ANFIPÁTICO (<amphi>=ambos;<patos>=afecto, pasión)) Es decir, tiene dos partes o extremos;  Una cola hidrófobica, apolar (lipofilica)  Una cabeza hidrófilica, polar (lipofóbica) PROPIEDADES FÍSICO -QUÍMICAS
  46. 46. REACCIÓN DE ESTERIFICACIÓN REACCIÓN DE SAPONIFICACIÓN (formación de jabones)
  47. 47. • Glucolípidos
  48. 48. 7.1. GRASAS
  49. 49. FORMACIÓN DE UN TRIGLICÉRIDO
  50. 50. 7.2. CERAS O CÉRIDOS
  51. 51. PROPIEDADES ↑ ↑ Hidrofobia (apolares) ⇒ Insolubles FUNCIÓN  Insolubles Impermeabilizante: hojas, oído, etc.
  52. 52. 7. 3. FOSFOLÍPIDOS.
  53. 53. Función: Componentes de membranas celulares (bicapas y liposomas)
  54. 54. 7. 4. ESFINGOLÍPIDOS
  55. 55. Función Componentes de membranas celulares: abundantes en tej. nervioso
  56. 56. 7. 5. GLUCOLÍPIDOS “antena glucídica” ⇒ función de relación (reconocimiento celular)
  57. 57. 7. 6. ESTEROIDES. TERPENOS Y PROSTAGLANDINAS ESTEROIDES
  58. 58. TERPENOS Polímeros de Isopreno
  59. 59. Se encuentran en la mayor parte de los tejidos animales. Se forman por ciclación de ácidos grasos poliinsaturados como el ácido araquidónico. PROSTAGLANDINAS
  60. 60. 7. FUNCIONES DE LOS LÍPIDOS7. FUNCIONES DE LOS LÍPIDOS Actividad página 23: 40.
  61. 61. 8. PROTEÍNAS8. PROTEÍNAS
  62. 62. FÓRMULA GENERAL IONIZACIÓN DE UN aá Aminoácidos (aa)
  63. 63. CLASIFICACIÓN DE LOS aa
  64. 64. Estructura tridimensional de las proteínas
  65. 65. DESNATURALIZACIÓN La proteína pierde su estructura tridimensional y como consecuencia pierde sus propiedades y su función. Agentes desnaturalizantes: cambios en el pH, aumento de Tª.
  66. 66. Reserva Defensa Contráctil 8. FUNCIONES DE LAS PROTEÍNAS8. FUNCIONES DE LAS PROTEÍNAS Actividades página 16: 16 y 17. Pág 22: 32
  67. 67. Actividad
  68. 68.  Proceso: A: Fijación especifica: complejo ES B: Liberación del producto: Enzima + Producto. 9. PROTEÍNAS ENZIMÁTICAS9. PROTEÍNAS ENZIMÁTICAS
  69. 69. ENZIMAS: Nomenclatura  Se conocen ± 2.000 enzimas  Para nombrarlas:  Término que alude al sustrato y al tipo de reacción catalizada  Sufijo –ASA  En ocasiones no se usa esta denominación, sino la antigua, sobre todo en las enzimas digestivas (ej. Pepsina, tripsina).  Según el tipo de reacción que catalizan: Oxidorreductasas, Transferasas, Hidrolasas, Liasas, Isomerasas , Ligasas o sintasas.
  70. 70. Propiedades de las Enzimas  Específicas: solo puede actuar sobre un determinado sustrato (o un grupo de sustratos muy similares) y solo cataliza un tipo de reacción.  Eficientes: una única molécula de enzima puede catalizar la transformación de muchas moléculas de sustrato por minuto y, además no se consumen en el proceso . Por eso actúan en cantidades muy pequeñas. LA ACTIVIDAD DE UNA ENZIMA ES ÓPTIMA PARA UN DETERMINADO pH. Si variase se produciría la desnaturalización. Actividades página 17: 19 y 20. Pág 22: 33.
  71. 71. 10. LOS ÁCIDOS NUCLEICOS10. LOS ÁCIDOS NUCLEICOS
  72. 72. • Pentosas: Ribosa o desoxirribosa • Bases nitrogenadas – Tipos • Púricas: Adenina (A), Guanina (G) • Pirimidínicas: Citosina (C), Timina (T), Uracilo (U) • Ácido fosfórico: H3PO4 (1 o varios) Nucleósido Nucleótido Estructura de los nucleósidos y nucleótidos
  73. 73. 10.1. LOS ÁCIDOS NUCLEICOS  Son polinucleótidos, formados por la unión de nucleótidos mediante enlaces covalentes de tipo fosfodiéster entre sus grupos fosfatos. Se enlazan en dirección 5´=> 3´. (se añaden nucleotidos al extremo 3´libre del ácido nucleíco )
  74. 74. 10.2. TIPOS DE ÁCIDOS NUCLEICOS ADN ARN ácido desoxirribonucleico ácido ribonucleico C,T, A y G C, U, A y G desoxirribosa ribosa
  75. 75. ADN ARN
  76. 76. Estructura y función del ADN
  77. 77. ESTRUCTURA SECUNDARIA ADN  Doble hélice: dos cadenas helicoidales antiparalelas (crecen en sentidos opuesto),las bases nitrogenadas se dirigen hacia el interior y los grupos fosfato forman el esqueleto externo. La estructura se mantiene estable gracias a los puentes de H entre bases nitrogenadas complementarias  A-T (doble enlaces de hidrógeno)  C-G (triple enlace de hidrógeno)
  78. 78. Cadenas antiparalelas
  79. 79. Niveles estructurales superiores del ADN
  80. 80. Estructura y función del ARN
  81. 81. DIFERENCIAS ENTRE ADN Y ARN
  82. 82. 1.- ALMACENAMIENTO Y EXPRESIÓN DE LA INFORMACIÓN GENÉTICA 2.- TRANSMISIÓN DE LA INFORMACIÓN GENÉTICA 8. FUNCIONES DE LOS ÁCIDOS NUCLEICOS8. FUNCIONES DE LOS ÁCIDOS NUCLEICOS
  83. 83. 1.- ALMACENAMIENTO Y EXPRESIÓN DE LA INFORMACIÓN GENÉTICA
  84. 84. Duplicación del ADN: SEMICONSERVATIVA
  85. 85. Formación de una horquilla de replicación Síntesis por la DNA- polimerasa Unión de todos los fragmentos por la DNA-ligasa
  86. 86. Expresión del mensaje genético TRANSCRIPCIÓN:TRANSCRIPCIÓN:
  87. 87. Expresión del mensaje genético TRANSCRIPCIÓN:TRANSCRIPCIÓN:
  88. 88. TRADUCCIÓNTRADUCCIÓN
  89. 89. CONCEPTOS ANIMADOS EN HIPERTEXTOS DEL ÁREA DE BIOLOGÍA
  90. 90. 2.-TRANSMISIÓN DE LA INFORMACIÓN GENÉTICA. Actividades página 17: 19 y 20. Pág 22: 34. Actividades REPASO página 12: 31. Pág 23: 36, 37, 38 y 42.
  91. 91. Bibliografía y páginas web  BIOLOGÍA Y GEOLOGÍA. PEDRINACI, Emilio. GIL, Concha. GÓMEZ DE SALAZAR, José María.. Editorial SM.  CONCEPTOS ANIMADOS EN HIPERTEXTOS DEL ÁREA DE BIOLOGÍA  www.departamentobiologiaygeologiaiesmuriedas.wordpress.com
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