CARACTERÍSTICAS DE LOS SERES VIVOSCOMPOSICIÓN QUÍMICA DE LOS SERES VIVOSEL AGUALAS SALES MINERALESLOS COMPUESTOS ORGÁNICOS...
• Algunas características de los seres vivos• La organización de los seres vivos
NIVELES DE ORGANIZACIÓNLa materia viva presenta una organización jerárquica en orden de complejidad creciente.
COMPLEJIDAD MOLECULARLas principales sustancias responsables deldesarrollo y funcionamiento de un organismoson macromolécu...
REPRODUCCIÓNLos ácidos nucleicos, contienen el programagenético que junto con el medio ambientedirigen el desarrollo de lo...
Crean mecanismos de autorregulaciónfrente a los cambios externos, paramantener relativamente constante sumedio interno (ho...
¿Por qué, el ADN, a pesar de ser una macromoléculacapaz de reproducirse, no puede ser considerado un servivo?Explica media...
• Los bioelementos• Las biomoléculas o principiosinmediatos
Los elementos químicos que entran a formar parte de la materia vivaSolo unos pocos elementos formala materia de los seres ...
En la Tierra el elemento más abundante es el Fe, forma el núcleoDE FÁCIL INCORPORACIÓN, como elC, H, O y N que se obtienen...
BIOELEMENTOSElementos queconstituyen losseres vivosBIOELEMENTOSPRIMARIOSConstituyen el 97% de la materia vivaOLIGOELEMENTO...
Constituyen el 97 % de la materia vivaCarbono Hidrógeno Oxígeno Nitrógeno Fósforo AzufreEl 95 % corresponde aTodas las bio...
El resto de electrones que quedan libres se unena átomos de hidrógeno formando hidrocarburos.Los átomos de carbono pueden ...
Los grupos funcionales que destacan por su interés biológico son:
La configuración tetraédrica del carbono, permite laexistencia de estereoisómeros, compuestos con la mismafórmula molecula...
C H O NSe encuentran en las capas más externas de la Tierra(corteza, atmósfera e hidrosfera), justo las que seencuentran e...
Constituyen el 3 % de la materia vivaLa mayoría se encuentran en el interior de la célula disueltos en forma de ionesDesem...
Presentes en todos los seres vivosFe: Procesos redox de la cadena respiratoria y hemoglobinaCu: En enzimas de oxidaciónCo ...
¿Qué significa que el hierro es un oligoelemento?¿Qué importante función realiza el hierro en nuestroorganismo?¿Por qué el...
BIOMOLÉCULASINORGÁNICASSales mineralesBIOMOLÉCULASORGÁNICASProteínasLípidosGlúcidosAguaBIOMOLÉCULASÁcidos NucleicosGases(O...
• Estructura de la molécula de agua• Propiedades del agua• Importancia biológica
Es el compuesto más abundante en los seres vivos, supone entre el 60% y el 90% delpeso en la mayoría de los organismosLa d...
PROPIEDADES DEL AGUAIMPORTANCIABIOLÓGICA DEL AGUAPrincipal disolvente biológicoDensidad máxima (1g/cm^3)en estado líquido,...
PRINCIPAL DISOLVENTE BIOLÓGICOPor lo que el agua puede transportarmuchas sustancias y facilita las reaccionesquímicas en s...
ELEVADA CAPACIDAD TÉRMICAPor lo que el agua almacena calor yamortigua los cambios térmicos (mantienela temperatura interna...
DENSIDAD MÁXIMA 1g/cm3 a 4ºCEl agua alcanza su máxima densidad en estado líquido El hieloflota sobre el agua líquida, al ...
Elevada fuerza de cohesiónTambién hace que el agua sea un buen relleno de lascélulas y de muchas estructuras biológicas.La...
Participa como un vehículo de transporte de sustancias en el interior delorganismo y en su intercambio con el medio ambien...
• Las sales minerales• Control del equilibrio hídrico
Sólidas oprecipitadasDisueltasQue dan origen aPor ejemploCaCO3Carbonato cálcicoCa3(PO4)2Fosfato cálcicoEsqueleto decorales...
Las partículas dispersas pueden provocar tres fenómenos enrelación con su movimiento en el seno del aguaDIFUSIÓNDIÁLISISÓS...
Es una difusión selectivaque separa uno o variossolutos de una disolucióna través de una membranacuya permeabilidadsolamen...
Es un tipo de difusión que ocurre cuando dos disoluciones de diferente concentraciónestán separadas por una membrana semip...
Las membranas celulares son semipermeablesComportamiento de las células frente a la presión osmóticaEn células animalesLos...
En célulasvegetalesLa planta carnívora Dionaea o“Venus atrapamoscas” se cierramuy rápido al perderturgescencia las células...
¿Cuál es la diferencia entre difusión y ósmosis?La difusión consiste en el desplazamiento de moléculas desdezonas de mayor...
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Tema 6 a naturaleza básica de la vida_compuestos inorgánicos

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Material para la enseñanza de los bioelementos en 1º Bachillerato

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Tema 6 a naturaleza básica de la vida_compuestos inorgánicos

  1. 1. CARACTERÍSTICAS DE LOS SERES VIVOSCOMPOSICIÓN QUÍMICA DE LOS SERES VIVOSEL AGUALAS SALES MINERALESLOS COMPUESTOS ORGÁNICOSTema 6A_ LA NATURALEZABÁSICA DE LA VIDA
  2. 2. • Algunas características de los seres vivos• La organización de los seres vivos
  3. 3. NIVELES DE ORGANIZACIÓNLa materia viva presenta una organización jerárquica en orden de complejidad creciente.
  4. 4. COMPLEJIDAD MOLECULARLas principales sustancias responsables deldesarrollo y funcionamiento de un organismoson macromoléculas que no existen en lanaturaleza inerte (ADN, proteínas)NUTRICIÓNIncorporan materia y energía delexterior para mantener sus estructuras,desarrollarse y realizar sus funciones.Rutas metabólicasMetabolismo: Conjunto de procesosquímicos mediante los que elorganismo utiliza la materia que haincorporado
  5. 5. REPRODUCCIÓNLos ácidos nucleicos, contienen el programagenético que junto con el medio ambientedirigen el desarrollo de los organismosCICLO VITALPresentan diferentes etapas a lo largo de su vida.(huevo o cigoto  larva o embrión  adulto)Los organismos se pueden reproducir sexual oasexualmente.El proceso reproductor lleva asociado dosfenómenos, cuya interacción es la base de laevolución:• Herencia• Variación debida a mutacionesLa materia viva origina copias de sí misma.
  6. 6. Crean mecanismos de autorregulaciónfrente a los cambios externos, paramantener relativamente constante sumedio interno (homeostasis), adiferencia de la materia inertePresentan respuestas ante estímulosmedioambientales.RELACIÓNPROGRAMA GENÉTICOLos seres vivos tienen un programa genético, que contiene la información adquirida a lolargo del tiempo.La información acumulada es el resultado de 3800 m.a. de evolución.
  7. 7. ¿Por qué, el ADN, a pesar de ser una macromoléculacapaz de reproducirse, no puede ser considerado un servivo?Explica mediante un ejemplo la frase “Los seres vivostienen una organización jerárquica”Describe el ciclo vital de un ser humano
  8. 8. • Los bioelementos• Las biomoléculas o principiosinmediatos
  9. 9. Los elementos químicos que entran a formar parte de la materia vivaSolo unos pocos elementos formala materia de los seres vivos.Todos los organismos tienen unacomposición química parecidaDe los 92 elementosnaturales, unos 27 sonesenciales para todoslos seres vivos y sólo 16son comunes a todosellos.Se caracterizan
  10. 10. En la Tierra el elemento más abundante es el Fe, forma el núcleoDE FÁCIL INCORPORACIÓN, como elC, H, O y N que se obtienenfácilmente de la atmósfera ehidrosferaLa abundanciade elementosquímicos esvariableLos seres vivos en suconstitución utilizanlos elementosMÁS IDÓNEOS para sus estructurasy funcionesEn la Corteza terrestre son el: O, Si, Al, Fe, Ca y Na, que formanlos silicatosEn la materia viva es el Carbono, muy abundante en el universopero escaso en la materia mineral.Los seres vivos NO utilizanlos elementos másabundantes, así, el Alabundante en la cortezaapenas forma parte de lamateria viva, ya que al noser soluble en agua, esdifícil de obtener.
  11. 11. BIOELEMENTOSElementos queconstituyen losseres vivosBIOELEMENTOSPRIMARIOSConstituyen el 97% de la materia vivaOLIGOELEMENTOSBIOELEMENTOSSECUNDARIOSPor suabundanciaAparecen en un 3 % desempeñandofunciones vitales en la fisiología celularNo superan el 0,1 %, pero son esencialespara la vida
  12. 12. Constituyen el 97 % de la materia vivaCarbono Hidrógeno Oxígeno Nitrógeno Fósforo AzufreEl 95 % corresponde aTodas las biomoléculasorgánicas.También de moléculasinorgánicas como el H2OForma parte deCisteína ymetionina(aminoácidospresentes encasi todas lasproteínas)Vitaminas BCoenzima ANucleótidosCoenzimasfosfolípidosTambién demoléculasinorgánicascomo fosfatosy salesmineralesForma parte deEl 3 % corresponde aForman parte deAminoácidosÁcidos nucleicos(ADN y ARN)Nucleótidos(como el ATP)ClorofilaHemoglobinaMuchos glúcidosy lípidosForma parte de
  13. 13. El resto de electrones que quedan libres se unena átomos de hidrógeno formando hidrocarburos.Los átomos de carbono pueden unirse entresí, mediante enlaces covalentes(simples, dobles o triples) muyestables, formando largas cadenas.El carbono tiene 4 electrones en su nivelenergético exteriorLos hidrocarburos pueden formar estructuras cíclicas alcerrarse sus moléculas sobre sí mismasEn los hidrocarburos los hidrógenos pueden sersustituidos por distintos grupos funcionales (átomo ogrupo de átomos con enlaces polares o covalentes queintroducen un grupo reactivo en la molécula y del quedepende el comportamiento químico de la misma)
  14. 14. Los grupos funcionales que destacan por su interés biológico son:
  15. 15. La configuración tetraédrica del carbono, permite laexistencia de estereoisómeros, compuestos con la mismafórmula molecular pero difieren en la orientacióntridimensional de sus átomos en el espacio Propiedadesdistintas.Todo ello contribuye a la existencia de una enorme diversidad de moléculas orgánicasformadas por átomos de carbono.
  16. 16. C H O NSe encuentran en las capas más externas de la Tierra(corteza, atmósfera e hidrosfera), justo las que seencuentran en contacto con los seres vivos.Se encuentran en estado reducido en los seres vivos.Al oxidarse, gracias al O2 del aire, desprenden energía.LOS SERES VIVOS LOSPUEDEN CONSEGUIR CONFACILIDADLOS SERES VIVOS LOSPUEDEN INCORPORAR OELIMINAR FÁCILMENTEForman compuestos químicos polares, lo que facilita:• Su disolución en agua• La formación de emulsiones o dispersionescoloidalesForman una gran diversidad de moléculas al unirsecovalentemente entre ellosÚTIL PARA LAS CONTINUASTRANSFORMACIONES QUESUFRE LA MATERIA DE LOSSERES VIVOS EN SUMETABOLISMOENERGÍA QUE ES UTILIZADAPARA MANTENER LOSFENÓMENOS VITALES
  17. 17. Constituyen el 3 % de la materia vivaLa mayoría se encuentran en el interior de la célula disueltos en forma de ionesDesempeñan funciones vitales en la fisiología celularCalcio Magnesio Cloro Sodio Potasio• En forma de carbonatocálcico (CaCO3) es elcomponente principal delas estructurasesqueléticas de muchosanimales.• En forma iónica (Ca 2+ )• Estabiliza estructurascelulares, como elhuso mitótico• Interviene en latransmisión delimpulso nervioso, lacontracción musculary la coagulación• Forman parte, como iones, delas sales minerales disueltasen el agua de los organismos.• Actúan directamente en latransmisión del impulsonervioso.• El K regula la apertura y cierrede los estomas.• Forma parte de la moléculade clorofila.• En forma iónica• Cataliza, junto conenzimas, muchasreacciones químicas.• Estabiliza la membranacelular de ácidosnucleicos y ribosomas.
  18. 18. Presentes en todos los seres vivosFe: Procesos redox de la cadena respiratoria y hemoglobinaCu: En enzimas de oxidaciónCo y Mo: En coenzimas I: En la hormona del tiroidesF: Formación de los dientesMn: Activador de muchas enzimas. Indispensable para la fotosíntesis.
  19. 19. ¿Qué significa que el hierro es un oligoelemento?¿Qué importante función realiza el hierro en nuestroorganismo?¿Por qué el metanol (CH30H) es soluble en agua?El metanol CH3OH es soluble en agua en todas las proporciones(miscible) porque forma enlaces de hidrógeno fuertes con lasmoléculas de agua (lo semejante disuelve a lo semejante Elmetanol se asemeja al agua en que los dos tienen grupos OH)
  20. 20. BIOMOLÉCULASINORGÁNICASSales mineralesBIOMOLÉCULASORGÁNICASProteínasLípidosGlúcidosAguaBIOMOLÉCULASÁcidos NucleicosGases(O2, N2, CO2)
  21. 21. • Estructura de la molécula de agua• Propiedades del agua• Importancia biológica
  22. 22. Es el compuesto más abundante en los seres vivos, supone entre el 60% y el 90% delpeso en la mayoría de los organismosLa desigual distribución de carga hace del agua una molécula polarEsta polaridad provoca la atracciónelectrostática entre las moléculas de aguamediante enlaces o puentes de hidrógeno.El carácter electronegativo del oxígeno haceque los electrones compartidos con elhidrógeno se desplacen hacia el oxígenoFormada por dos átomos de hidrógeno y unode oxígeno unidos por enlaces covalentes
  23. 23. PROPIEDADES DEL AGUAIMPORTANCIABIOLÓGICA DEL AGUAPrincipal disolvente biológicoDensidad máxima (1g/cm^3)en estado líquido, a 4ºCElevada capacidad térmicaLa formación de puentes de hidrógenoBase dede las queresultanCohesión y tensión superficial
  24. 24. PRINCIPAL DISOLVENTE BIOLÓGICOPor lo que el agua puede transportarmuchas sustancias y facilita las reaccionesquímicas en su interiorEl agua forma enlaces de hidrógeno disolviendo las sustancias iónicas y otras sustanciaspolares
  25. 25. ELEVADA CAPACIDAD TÉRMICAPor lo que el agua almacena calor yamortigua los cambios térmicos (mantienela temperatura interna de los seres vivos apesar de las variaciones externas)Actúa como regulador de la temperaturacorporal mediante la evaporación de agua através de la piel que absorbe parte del calordel entorno.El gran número deenlaces de hidrógenoentre las moléculas deagua hace que senecesite muchaenergía para elevar sutemperaturaEl H2O tiene un elevado calor específico  para aumentar latemperatura del agua un grado centígrado es necesariocomunicarle mucha energía (1 caloría para que 1 gramo deagua aumente su temperatura 1ºC)El H2O tiene un elevado calor de vaporización  para pasaral estado gaseoso (vapor) es necesario comunicarle muchaenergía (unas 540 calorías para un gramo de agua), pararomper los enlaces de hidrógeno
  26. 26. DENSIDAD MÁXIMA 1g/cm3 a 4ºCEl agua alcanza su máxima densidad en estado líquido El hieloflota sobre el agua líquida, al ser menos densa que ésta.El agua al solidificar forma puentes de hidrógenos fijos, dandouna red cristalina, mientras que en estado líquido se forman y sedestruyen continuamente, dando una red empaquetadadinámicamente.Su mayor densidad en estado líquido explicaque al descender la temperatura, se formauna capa de hielo en la superficie, que flotay protege de los efectos térmicos delexterior al agua líquida que queda debajo;este hecho permite la supervivencia demuchas especies.
  27. 27. Elevada fuerza de cohesiónTambién hace que el agua sea un buen relleno de lascélulas y de muchas estructuras biológicas.Las moléculas de agua se cohesionan por lospuentes de hidrógenoEn la interfase agua-aire las moléculasde agua forman una película resistentedifícil de romper.Elevada tensión superficialEsto permite que pequeños animalesse mantengan y caminen sobre susuperficie.Lo que permite elascenso de lasavia bruta porlos vasos leñosos.El lagarto basilisco
  28. 28. Participa como un vehículo de transporte de sustancias en el interior delorganismo y en su intercambio con el medio ambiente.La elevada cohesión de las moléculas permite al agua dar volumen a lascélulas, turgencia a las plantes e incluso actuar como esqueleto hidrostáticoen algunos animales invertebrados. También explica las deformaciones queexperimentan algunas estructuras celulares como el citoplasma.Es el medio donde se realizan la mayoría de las reacciones del metabolismo.Además, puede intervenir de forma activa en la reacción, como en el caso dela hidrólisis.Es el disolvente de iones, minerales y sustancias orgánicas polares, comoalcoholes, aldehídos o cetonas, provocando su dispersión o disolución.DisolventeMetabólicaTransporteEstructuralTermorreguladoraEl elevado calor específico del agua permite mantener constante latemperatura interna de los seres vivos. El elevado calor de vaporizaciónexplica la disminución de temperatura que experimenta un organismocuando el agua se evapora en la superficie del cuerpo de un ser vivo.MecánicaamortiguadoraEl ser un líquido incompresible ejerce esta función en las articulaciones delos animales vertebrados, lo que evita el contacto entre los huesos.Permite la vida acuática en climas fríos
  29. 29. • Las sales minerales• Control del equilibrio hídrico
  30. 30. Sólidas oprecipitadasDisueltasQue dan origen aPor ejemploCaCO3Carbonato cálcicoCa3(PO4)2Fosfato cálcicoEsqueleto decoralesConcha de moluscosGasterópodosP.ej.Esqueleto devertebradosP.ej.Aniones losmás abundantese importantesson:Sulfato SO42-Bicarbonato HCO3-Fosfatos HPO42- y H2PO4-Nitrato NO3-Cloruro Cl-Cationes losmás abundantese importantes:son:Sodio Na+Potasio K+Calcio Ca2+Magnesio Mg2+• Intervienen enmuchas reaccionesdel metabolismo• Contribuyen a laregulación :• del pH• del equilibrioosmóticoEn los seresvivos puedenpresentarse
  31. 31. Las partículas dispersas pueden provocar tres fenómenos enrelación con su movimiento en el seno del aguaDIFUSIÓNDIÁLISISÓSMOSISDIFUSIÓNLas moléculas se mueven desde laszonas de mayor a menor concentraciónhasta que es la misma en todo el espaciode difusión.Fenómeno por el cual las moléculas deun soluto se mueven continuamente entodas direcciones, tendiendo adistribuirse uniformemente en el interiordel agua hasta ocupar todo el espaciodisponible.La difusión puede ocurrir también através de una membrana cuyos porospermitan el paso de las partículas delsoluto.El O2 entra pordifusión en lacélulaEl CO2 sale pordifusión de lacélula
  32. 32. Es una difusión selectivaque separa uno o variossolutos de una disolucióna través de una membranacuya permeabilidadsolamente permite el pasode las partículas máspequeñasDIÁLISISLa diálisis de la sangre ohemodiálisis sustituye a lafiltración renal en laspersonas en las que éstano funciona, utilizándosemembranas artificiales. Seelimina así de la sangre laurea y otros metabolitos yse mantienen lasmoléculas más grandescomo las proteínasplasmáticas.
  33. 33. Es un tipo de difusión que ocurre cuando dos disoluciones de diferente concentraciónestán separadas por una membrana semipermeable que sólo permite el paso deldisolvente, este pasa de la disolución más diluida (hipotónica) a la mas concentrada(hipertónica) hasta que se igualan las concentraciones de soluto (isotónica)ÓsmosisMedio hipotónicoPresión osmótica bajaMedio hipertónicoPresión osmótica altaBAJACONCENTRACIÓNALTACONCENTRACIÓNMembrana semipermeable(sólo permite el paso de disolvente)Medios isotónicosIgual presión osmóticaMembrana semipermeableLa cantidad de agua que atraviesa una membrana semipermeable depende de laconcentración de partículas disueltas a uno y otro lado, y no de su naturaleza
  34. 34. Las membranas celulares son semipermeablesComportamiento de las células frente a la presión osmóticaEn células animalesLos protozoos de agua dulce como el Paramecium bombeancontinuamente agua al exterior, ya que entra mucha por ósmosis.
  35. 35. En célulasvegetalesLa planta carnívora Dionaea o“Venus atrapamoscas” se cierramuy rápido al perderturgescencia las células que lamantienen abierta.
  36. 36. ¿Cuál es la diferencia entre difusión y ósmosis?La difusión consiste en el desplazamiento de moléculas desdezonas de mayor concentración a zonas de menor concentraciónLa ósmosis es un tipo de difusión que se produce entre dosdisoluciones de distinta concentración separadas por unamembrana semipermeable que sólo deja pasar agua desde ladisolución menos concentrada a la más concentrada¿Por qué no se deben regar las plantas con agua del mar?Razona la relación que existe entre la ósmosis y el hecho de queel tocino pueda conservarse en sal sin necesidad de guardarseen el frigoríficoAl cubrir el tocino con sal, pierde agua por ósmosis y se deshidrata.La pérdida de agua inhibe el crecimiento de los microorganismosNo es conveniente regar las plantas con agua del mar porque altener esta mayor concentración de sales que la raíz de lasplantas, el agua saldría desde la planta al suelo y se deshidrataría.

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