UNIVERSIDAD DE BUENOS
AIRES
CICLO BÁSICO COMÚN
BIOLOGÍA 08
CÁTEDRA ALONSO
2018
Características de los seres vivos:
1) Los seres vivos metabolizan: realizan un conjunto de reacciones
químicas para crecer y desarrollarse. Descomponen con ayuda de
las enzimas los compuestos, convirtiéndolos en compuestos
orgánicos más pequeños (como la glucosa, lípidos y proteínas).
2) Los seres vivos son sistemas abiertos: intercambian materia y
energía con el medio ambiente.
3) Los seres vivos modifican el medio ambiente en el que se
encuentran.
4) Los seres vivos son irritables: responden a estímulos del medio
interno y externo.
5) Los seres vivos realizan homeostasis.
HOMEOSTASIS: capacidad de los seres vivos de mantener
relativamente el medio interno (temperatura, PH)
6) Los seres vivos crecen y se desarrollan:
Aumento de número de células.
Órganos/ células adquieren distintas funciones.
Está dado por la información genética que está almacenada en el
ADN.
7) Los seres vivos se reproducen: se autoperpetúan:
Reproducción sexual.
Reproducción asexual (levaduras, algunas plantas, etc.)
8) Los seres vivos cambian a lo largo de las generaciones:
evolucionan.
La evolución ocurre a nivel de población.
La evolución es un proceso que ocurre en un período largo
(millones de años).
MECANISMO: selección natural: individuos de una población
con una cierta aptitud que les permite sobrevivir frente a una
presión de selección.
Pequeñas variaciones genéticas que se van acumulando hacia
la especialización (a partir de una célula ancestral).
Organización de la materia
MATERIA: (latín): sustancia de la que están hechas todas las cosas.
Formadas por átomos.
PRIMER NIVEL: Subatómico: protones, neutrones y electrones.
SEGUNDO NIVEL: Atómico: átomos (elementos de la tabla periódica).
TERCER NIVEL: Molecular: los átomos se unen mediante enlaces
covalentes para formar moléculas (glucosa, lípidos, aminoácidos).
Macromoléculas: moléculas más grandes y complejas hechas de
moléculas más simples. (Proteínas).
Lípidos y proteínas pueden formar complejos grandes (complejos
macromoleculares, por ejemplo ribosomas u organelas).
El conjunto de las organelas forma la célula.
CUARTO NIVEL: Celular: a partir de este nivel empieza la vida. (Las
células pueden metabolizar, reproducirse, etc.).
A partir de este punto se forman los organismos pluricelulares.
QUINTO NIVEL: Tisular: las células forman tejidos (nervioso, muscular,
etc.)
SEXTO NIVEL: Órganos: los distintos tipos de tejidos forman órganos.
SÉPTIMO NIVEL: Sistemas: los órganos forman sistemas.
OCTAVO NIVEL: Organismos: los sistemas forman organismos (seres
vivos independientes, es decir individuos).
NOVENO NIVEL: Poblacional: una población es el conjunto de individuos
de una misma especie que habita en una zona determinada en un tiempo
determinado.
ESPECIE: conjunto de individuos semejantes o poblaciones que pueden
reproducirse entre sí y dejar descendencia fértil.
DÉCIMO NIVEL: Comunidad: en un lugar y en un tiempo determinado
hay poblaciones de distintas especies que interactúan entre sí.
ONCEAVO NIVEL: Ecosistema: las comunidades interactúan con
factores no vivos (medio ambiente).
DOCEAVO NIVEL: Biosfera: conjunto de todos los ecosistemas que hay
en el planeta Tierra.
Biosfera es la parte de la Tierra en que existe la vida.
ESTABILIDAD DECRECIENTE: los seres más complejos tienen menos
estabilidad (son más vulnerables).
PROPIEDADES EMERGENTES: surgen de la interacción entre
componentes de cada nivel de organización de la materia. Son
propiedades que surgen en un nivel cuando en el anterior no estaban.
Son impredecibles.
INTRODUCCIÓN A LA QUÍMICA
ÁTOMOS
Núcleo atómico: formado por protones y neutrones. Tienen peso.
Electrones: casi no tienen peso. Orbitan alrededor del núcleo.
Número atómico: número de protones.
Masa atómica: número de protones y neutrones.
Para que el átomo esté cargado la cantidad de protones y electrones
debe ser la misma.
ISÓTOPOS
Átomos del mismo elemento cuyos núcleos tienen distinta cantidad de
neutrones. Se desintegran. Algunos son radioactivos. Se pueden utilizar
para estudiar rutas metabólicas (por ejemplo, la edad de los fósiles).
Electrones
Se distribuyen en órbitas.
Electrones de valencia: electrones que orbitan en la última órbita. De
ellos depende cómo el átomo va a relacionarse con otro átomo
(comportamiento químico).
Enlaces químicos
Son uniones que mantienen a los átomos juntos.
Los átomos comparten electrones.
Los electrones de valencia afectan las uniones químicas.
Las uniones químicas se clasifican en fuertes y débiles.
Fuertes:
Enlace covalente (polar o no polar)
Enlace iónico.
Débiles:
Puentes de hidrógeno.
Interacciones de VDW.
Enlaces covalentes
No polar: los átomos comparten los electrones equitativamente. Se
pueden formar entre distintos tipos de átomos.
Polar: pueden producir electronegatividad (capacidad de un átomo para
atraer electrones). Distintos átomos tienen distintas
electronegatividades.
Por ejemplo, en caso de que el oxígeno y el hidrógeno interactúen, el
oxígeno atraerá todos los electrones hacia él, a su alrededor se formará
una densidad de carga negativa mientras que, por ejemplo, alrededor
del hidrógeno se formará una densidad de carga positiva.
El oxígeno y el nitrógeno son átomos con mucha electronegatividad.
En el enlace covalente polar no hay polaridad porque la
electronegatividad de esos átomos es casi igual.
Enlace iónico
Forma sales.
El sodio es muy poco electronegativo.
Por ejemplo, el cloro tiene mucha electronegatividad y al combinarse con
el sodio en lugar de “compartir” el electrón se lo queda. El sodio queda
cargado sólo positivamente, y el cloro queda negativo; por lo tanto se
unen ya que cargas opuestas se atraen (formando cloruro de sodio).
Ión: es un átomo o una molécula cargado positiva o negativamente.
Catión: cualquier ión cargado positivamente.
Anión: cualquier ión cargado negativamente.
Enlaces débiles
Puentes de hidrógeno: un átomo de hidrógeno unido a un átomo
electronegativo que a su vez se siente atraído por otro átomo
electronegativo. Esto ocurre por la diferencia en la densidad de cargas.
En sí mismo es débil pero muchos unidos pueden estabilizar una
macromolécula.
AGUA
Es el medio donde ocurren la mayoría de las reacciones químicas.
El cuerpo humano está formado por 70% de agua.
El entorno en donde se encuentra la célula generalmente está formado
por agua.
La célula está formada en un 70-90% de agua.
El agua es un compuesto polar. Forma por puentes de hidrógeno
(enlaces intermoleculares).
La capacidad de formar puentes de hidrógeno le confiere al agua ciertas
características y propiedades:
CAPILARIDAD: es el ascenso de un líquido por un tubo muy fino.
Permite la circulación.
ALTO CALOR ESPECÍFICO: el calor específico representa la
cantidad de calor que se debe entregar a 1 gramo de sustancia para
aumentar 1 grado centígrado su temperatura. Es decir que para
calentar al agua hay que entregarle mucho calor. Dado que nuestro
cuerpo está formado por 70% de agua se necesita mucha energía
para elevar su temperatura; así el agua nos ayuda a mantener
nuestra temperatura en 36 grados centígrados y a soportar mejor
los cambios de temperatura.
ALTO CALOR DE VAPORIZACIÓN: el calor de vaporización es el
calor que se le debe entregar a un líquido para que éste pase de
estado líquido a gaseoso. Para que el agua se evapore se necesita
mucha energía. En la transpiración el agua se lleva la energía del
cuerpo al evaporarse y el organismo se enfría.
MENOR DENSIDAD EN ESTADO SÓLIDO QUE EN LÍQUIDO: por
los puentes de hidrógeno, las moléculas de agua, al enfriarse por
debajo de los cero grados centígrados, forma una estructura
cristalina expandida que tiene menor densidad que en estado
líquido. El hielo, por lo tanto, flota; ya que tiene mayor volumen y
menor densidad que el agua. Por ejemplo, en una laguna congelada
el hecho de que hielo flote permite que el agua mantenga una
temperatura viable para la vida.
LA TEMPERATURA DE CONGELACIÓN DISMINUYE CON EL
AGREGADO DE SOLUTOS: también llamado descenso
crioscópico. El agua pura se congela a cero grados centígrados, al
agregarle sal se congela de seis a veinte grados bajo cero. Existen
animales que pueden acumular sustancias para que en el invierno
sus células no se congelen.
Agua como solvente
Compuestos iónicos
Sales.
Hidrofílicos (solubles en agua).
Por ejemplo, si se agrega cloruro de sodio al agua, los iones sodio y los
iones cloro se disocian. Las moléculas de H2O tendrán el oxígeno
orientado hacia el sodio (por la densidad de cargas negativas) y el
hidrógeno se orientará hacia el ión cloruro.
Compuestos polares:
Hidrofílicos (solubles en agua)
Glucosa, sacarosa, alcaloides.
Por ejemplo, en la molécula de glucosa los oxidrilos o hidroxilos crean
puentes de hidrógeno con la molécula de agua.
Compuestos no polares
Hidrofóbicos (insolubles en agua)
Aceites, hidrocarburos, la mayoría de los lípidos, gasolina, queroceno.
Compuestos anfipáticos
Una cabeza polar que interactúa con el agua y una cola no polar o apolar
que escapa del agua.
Orienta la cabeza polar hacia el agua y la cola no polar hacia el centro de
la micela formada por moléculas anfipáticas donde la cabeza polar está
orientada hacia el agua y la cola no polar hacia el interior.
Jabón blanco, fosfolípidos.
PH
La molécula de agua se disocia en hidrógeno (protón (positivo)) y
oxidrilo (negativo).
El agua se disocia constantemente.
La concentración de protones es igual a la de oxidrilos.
Existen compuestos que al se agregados al agua modifican ese
equilibrio.
ÁCIDOS FUERTES: por ejemplo, al agregarle al agua HC se disocia en
protones e ión cloruro. Así los protones se suman a los protones del agua
y hay un desequilibrio.
En una solución que es ácida la concentración de protones es mayor
que la de oxidrilos.
BASES FUERTES: cuando la concentración de oxidrilos es mayor que la
de protones.
BASES: sustancias que pueden captar protones o sustancias que
aportan oxidrilos.
ÁCIDO: sustancias que al ser agregadas al agua aumenta la
concentración de protones.
Cuando la cantidad de protones es igual a la cantidad de oxidrilos
la solución es neutra.
Cuando la cantidad de protones es mayor a la cantidad de oxidrilos
la solución es ácida.
Cuando la cantidad de protones es menor a la cantidad de oxidrilos
la solución es básica.
La escala del PH va del 1 al 14.
Solución neutra: PH=7
Solución ácida: PH= 1 al 6,5.
Solución básica: PH= 7,5 al 14.
ÁCIDOS DÉBILES: Aporta protones al agua. Son débiles porque se
están asociando y disociando constantemente.
BASES DÉBILES: algunas bases puede secuestrar protones del medio
acuoso.
Por ejemplo, el amoníaco en el medio acuoso se une a un protón y forma
la molécula de amonio.
BIOMOLÉCULAS
Concepto de monómeros y polímeros.
POLÍMEROS: macromoléculas formadas por un básicas, unidas
entre sí mediante enlaces covalentes.
MONÓMEROS: unidades básicas que forman el polímero.
Para cada biomolécula los polímeros y los monómeros reciben
diferentes nombres.
Reacciones químicas
Formación y ruptura de enlaces, que producen cambios en la
composición de la materia.
CONDENSACIÓN: dos compuestos que se unen formando un
enlace covalente. Como producto se obtiene una macromolécula y
agua. En la condensación el agua es un producto siempre.
HIDRÓLISIS: uso del agua para romper. El agua siempre es un
reactivo. Hay una macromolécula con un enlace covalente, se usa
el agua para romper ese enlace y se obtiene dos átomos/ moléculas
separadas.
HIDRATOS DE CARBONO
MONÓMEROS: monosacáridos.
Polihidroxialdehidos o polihidrocetonas.
Grupo funcional CARBONILO: carbono unido a un oxígeno
mediante un doble enlace. Cuando está unido a un carbono y un
hidrógeno, la molécula es un aldehido. Cuando está unido a 2
carbonos, es una cetona.
ALDEHIDO: glucosa.
CETONA: fructuosa.
Ambos son hexosas.
GLUCOSA:
Combustible celular. Tanto para plantas como para animales.
Origen vegetal. La sintetizan las plantas mediante fotosíntesis.
FRUCTUOSA:
Origen vegetal.
Combustible celular. (Lo usa la célula para alimentarse).
Está presente en las frutas maduras.
La glucosa y la fructuosa son isómeros.
Isomería
Los isómeros son compuestos que tienen la misma fórmula química;
pero sus átomos están ordenados de manera diferente.
Existen distintos tipos isómeros.
Estructura cíclica
Los monosacáridos tienen 5, 6 o 7 carbonos que pueden formar
estructuras cíclicas.
El medio acuoso provoca que se forme el ciclo.
Cuando el oxidrilo está orientado hacia abajo es conformación
ALFA; cuando está hacia arriba es conformación BETA.
RIBOSA: monosacárido. Forma parte del ARN.
DEXORRIBOSA: monosacárido. Forma parte del ADN.
Glucosa y fructuosa al reaccionar entre sí mediante condensación
forman SACAROSA (disacárido). Si se siguiera generando
condensaciones se formarían polisacáridos.
Disacáridos
SACAROSA:
formado por una glucosa y una fructuosa.
Su función es una forma de transportar hidratos de carbono en
plantas.
Su origen es vegetal.
Se encuentra en la carne y azúcar o remolacha.
LACTOSA:
Formado por unión covalente de una galactosa y una glucosa.
Su función es una forma de transportar hidratos de carbono en
animales (de madre a bebé).
Su origen es animal.
Polisacáridos
ALMIDÓN:
Formado por glucosa.
Tiene función de reserva (almacena glucosa en plantar).
Origen vegetal.
Está compuesto por dos polímeros.
GLUCÓGENO:
Formado por glucosa.
Tiene función de reserva (forma de almacenar glucosa en animales,
principalmente en los músculos y en el hígado).
Tiene unión Alfa 1-4.
Origen animal.
CELULOSA:
Formado por glucosa.
Forma la pared celular de las plantas.
Formada por uniones Beta 1-4.
Es lo que le da rigidez a las plantas.
Función estructural (da sostén y protege).
Origen vegetal.
Los seres humanos no tienen la capacidad de hidrolizar (degradar)
la celulosa. En el estómago de los rumiantes existen bacterias que
sí pueden degradarla.
QUITINA:
Formado por glucosa.
Forma las paredes celulares de los hongos y el exoesqueleto de los
insectos y crustáceos.
Función estructural.
Origen animal y vegetal.
LÍPIDOS
Grupo de moléculas que tienen poca afinidad con el agua
(hidrofóbicos o anfipáticos).
Grupo funcional CARBOXILO
ÁCIDOS GRASOS:
Compuesto anfipático.
En soluciones acuosas se unen a otros ácidos grasos y forman
micelas.
Saturados: (grasas) en la cola no polar cada carbono está unido al
siguiente mediante enlaces simples.
Insaturados: (aceites) presenta uno a más dobles ligaduras entre los
carbonos, creando un doble enlace.
Función: combustible celular de uso inmediato.
TRIACILGLICÉRIDOS O TRIGLICÉRIDOS:
Están formados por una molécula de glicerol con 3 ácidos grasos
formando TRIACILGLICEROL.
Función: almacenamiento de energía a largo plazo en plantas y
animales.
Forman las grasas y los aceites.
Las grasas por ser saturadas, son sólidas a temperatura ambiente
porque son más fáciles de “empaquetar”. En cambio ya que los aceites
son insaturados y por lo tanto presentan un doble enlace forman una
torción que los hace difícil de “empaquetar”, por eso son líquidos a
temperatura ambiente.
En animales también tienen la función de aislamiento térmico para
bajas temperaturas (por ejemplo, osos polares).
Son hidrofóbicos.
FOSFOLÍPIDOS:
Grupo funcional FOSFATO.
Son compuestos formados por un grupo fosfato, un glicerol y dos
ácidos grasos unidos por enlaces covalentes. Los ácidos grasos que lo
forman pueden ser iguales o diferentes.
Es anfipático. En el medio acuoso, en lugar de forman micelas, forman
una bicapa lipídica.
Función: forman membranas celulares.
Los lípidos no forman polímeros.
Por cada ácido graso se forma una molécula de agua.
ESTEROLES:
Están formados por cuatro anillos. Estos anillos se llaman
cicloperhidrofenantrenos.
Colesterol: forma parte de la membrana celular.
Hormonas sexuales: (estrógenos y testosterona). Dan
características masculinas o femeninas.
Vitamina D.
TERPENOS:
Forman aceites esenciales.
Caroteno: pigmento.
Isopreno.
Vitamina A, E y K.
CERAS:
Están formadas por alcohol de cadena larga y un ácido graso.
Son compuestos hidrofóbicos.
Función: protección y lubricación.
Se encuentran en el panal de las abejas y en la superficie de hojas de
algunas plantas o frutos (para mantener la humedad por más tiempo y
evitar la deshidratación).
GLUCOLÍPIDOS:
Tienen un glúcido (monosacárido) unido a un alcohol de cadena larga y
un ácido graso.
Función: forma la membrana celular.
Las neuronas son ricas en glucolípidos.
Cuando los enlaces covalentes se forman entre monosacáridos se
llaman enlaces glucosídicos.
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