1BACH. Organización de los seres vivos
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BG 1ºBachilleratoNiveles de organización de
los seres vivos
Características de los seres vivos. Composición química de los seres vivos. Biomoléculas inorgánicas. Biomoléculas orgánicas: glúcidos. Biomoléculas orgánicas: lípidos. Biomoléculas orgánicas: proteínas. Biomoléculas orgánicas: ácidos nucleicos.
SISTEMA
Objeto formado por un conjunto de partes, que posee entidad propia que lo distingue de su
entorno, aunque interactúa con él.
COMPOSICIÓN ESTRUCTURA LÍMITES
posee
(Partes) (Interacciones) (Interfase)
Características de los seres vivos.x
SISTEMA
ABIERTO CERRADO AISLADO
Tipos
Intercambian materia y
energía con el entorno.
Ej. El hombre.
Intercambian sólo energía
con el entorno.Ej. La Tierra.
No intercambian materia ni energía. En
sentido estricto no existen.
De acuerdo con las entradas y salidas de materia y energía en ese sistema.
Características de los seres vivos.x
Vaso Vaso con tapa Vaso dentro de un termo ideal
Características de los seres vivos.
¿Qué tipo de sistema tenemos en cada caso?
x
Todos los sistemas cumplen los principios de la termodinámica.
1er principio: de la conservación de la energía. La energía ni se crea ni se destruye.
2º principio: la entropía de un sistema tiende a aumentar en el tiempo.
La entropía es un tipo de energía incapaz de producir trabajo. Se asocia al orden y complejidad (a mayor entropía, menor orden y complejidad).
Características de los seres vivos.149
ÑAM ÑAM
SISTEMAABIERTO
Los seres vivos son sistemas abiertos, que mantienen su orden a costa de aumentar la entropía del entorno.Toman energía y materia del medio, devuelven materia y energía degradada.
Características de los seres vivos.149
Existe un problema en lo que al 2º principio se refiere, ya que los sistemas vivos tienden a incrementar su orden y complejidad a medida que crecen o se desarrollan.
Sin embargo, es cierto que ese aumento de orden “interno”, va asociado a un aumento de la entropía del entorno (los sistemas reales aportan materia en forma de moléculas simples o energía en forma de calor).
Características de los seres vivos.149
Un sistema denominado complejo, es impredecible. Cuentan con muchas variables, y procesos simultáneos.
Los sistemas naturales, dado que implican multitud de interrelaciones, tienden a manifestar un efecto dominó en sus efectos.
Los sistemas adaptativos son un tipo de sistema complejo, capaz de autorregularse. Son homeostáticos. (Teoría Gaia para la Tierra)
Características de los seres vivos.149
NIVELES DE COMPLEJIDAD CRECIENTE
Propiedades emergentes
Nutrición, relación y reproducción
UNIFORME:70 biolementos biomoléculas
Ser vivo
Composición química
Funciones vitalesOrganización
149 Características de los seres vivos.
Organismo: Unidad funcional esencial.
Población: Conjunto de individuos de la misma especie que coexisten en el tiempo y en el espacio. Conforman un acervo o pool genético.
Gremio: Grupo de poblaciones que explotan la misma clase de recursos, mismo nicho (comentado más adelante). Tienen la misma necesidad y la misma forma de suplirla.
Características de los seres vivos.149
Comunidad: Combinación de poblaciones pluriespecíficas interactuando entre sí y con el medio (persiste el concepto de espacio y tiempo).
Ecosistema: Conjunto de organismos vivos que se relacionan con el medio inerte haciendo que fluya la energía y materia entre ellos.
Biosfera: Todos los seres vivos de la Tierra.
Características de los seres vivos.149
Nutrición: intercambio de materia y energía con el medio mediante el metabolismo.
Relación: capacidad de recibir estímulos interno o externo y elaborar respuestas adecuadas.
Reproducción: potencial para producir nuevos individuos, trasmitiendo la información genética de su ADN. (En organismos pluricelulares se da a nivel de organismo y a nivel celular).
Características de los seres vivos.150
¿Qué son las
hormonas?
¿Qué tipos de
nutrición existen?
¿Qué ventajas o inconvenientes tiene cada tipo
de reproducción?
Características de los seres vivos.x
• C H O N P S• C: abundante,
estable, valencia 4, enlaces covalentes.
Bioelementos mayoritarios o primarios (96%)
• Mg Na Ca K Cl Fe I
Bioelementos
secundarios (3’9%)
• Cu Zn• Mn Ni Cu
Oligoele
m.(0,1%)
Composición química de los seres vivos.
151
Los elementos químicos comunes a los seres vivos se denominan BIOelementos. Mediante enlaces químicos conforman las
BIOmoléculas.
Formarán biomoléculas
orgánicas (sólo en materia viva,
cadenas de carbono) e inorgánicas
(también en materia inerte).
Átomos comparten e- en el último orbital.El más fuerte.Estabilidad en medio acuoso.
Un átomo cede un e- a otro.Biomoléculas inorgánicas.
Enlace débil.Entre regiones con cargas parciales opuestas.
Interacciones electrónicas débiles y temporales.Mantienen la conformación de moléculas.
Composición química de los seres vivos.
151
ENLACE QUÍMICO en las
biomoléculas
Almacén de energía metabólica.
COVALENTE > IÓNICO > Pte. HIDRÓGENO > F. VAN DER WAALS
Mantienen estructuras
Permiten funciones concretas
COVALENTE IÓNICO PTE. HIDRÓG. F. V. D. WAALS
Composición química de los seres vivos.x
No entra
Porcentaje de agua en nuestro cuerpo
CEREBRO (materia gris) 84MÚSCULO 83PULMÓN 70TEJIDO ADIPOSO 30TEJIDO ÓSEO 20MARFIL DENTARIO 10
Biomoléculas inorgánicas.152
El agua es el componente mayoritario de la materia viva. Constituyendo aproximadamente el 75% de su masa.
FUNCIONES
DisolventeMedio de reacción
ReactivoRegulación de temperatura
Determina sus propiedades.
H2O
Molécula dipolar.
Establecimiento de puentes de hidrogeno entre las moléculas.
Máxima densidad a los 4ºC.
Densidad hielo < densidad agua.
Elevado calor específico.
Buen disolvente de iones (sustancias polares).
Alta tensión superficial.
Contiene disoluciones tampón o amortiguadoras.
Biomoléculas inorgánicas.152
El átomo de oxígeno, fuertemente electronegativo, comparte un par de electrones con cada átomo de hidrógeno y atrae a los electrones de éste. Como resultado, la molécula presenta polaridad: cada átomo de hidrógeno posee una carga parcial positiva y el oxígeno posee carga parcial negativa.
La molécula es un dipolo eléctrico. Este hecho permite
la formación de puentes de hidrógeno.
Biomoléculas inorgánicas.152
Está formada por un átomo de oxígeno unido covalentemente a dos átomos de hidrógeno.
Cuando dos moléculas de agua se aproximan mucho, se establece una atracción electrostática entre la carga parcial negativa del átomo de oxígeno de una molécula y la carga parcial positiva de un átomo de hidrógeno de la molécula adyacente.
Biomoléculas inorgánicas.152
Formación de estructuras de sostén y protección (espículas, conchas, esqueletos…)
Transmisión del impulso nervioso (Na+, K+).Regulación actividad cardiaca (Ca2+, K+).Contracción muscular (K+, Mg2+, Ca2+).Mantenimiento equilibrio iónico (Na+).Mantenimiento del pH.
SALES MINERALES
PRECIPITADAS(conchas, esqueletos)
DISUELTAS(disociadas en iones)
ESTRUCTURAL
METABÓLICA
Biomoléculas inorgánicas.153
se presentan
AnionesCationes
• Hipertónico: Mayor concentración.• Isotónico: Igual concentración.• Hipotónico: Menor concentración.
Regulación osmótica: http://www.youtube.com/watch?v=7-QJ-UUX0iY
Plasmólisis Turgencia
Formadas fundamentalmente por C H O N (P S) Presentan grupos funcionales:
◦ Grupo hidroxilo: -OH◦ Grupo aldehído: C=O (en el primer carbono)◦ Grupo cetona: C=O (no en el primer carbono)◦ Grupo carboxilo: -COOH◦ Grupo amino: -H2N
Macromoléculas o polímeros formados por la unión de monómeros mediante enlaces covalentes.
SINTESIS: Monómero + Monómero Polímero HIDRÓLISIS: Polímero Monómero + Monómero
¿Qué reacción liberará energía? ¿Cuál la requerirá?
Biomoléculas orgánicas.154
Constituidos por 3 bioelementos C, H, O. La proporción suele ser 1:2:1 (ej. C6H12O6
glucosa). Se denominan (malamente) hidratos de
carbono. 6[C(H2O)] Función energética (glucosa) o estructural
(celulosa). Químicamente constituidos por moléculas
NO HIDROLIZABLES, monosacáridos; unidas entre sí formando disacáridos y polisacáridos.
Biomoléculas orgánicas: GLÚCIDOS.155
Compuestos de 3 a 7 átomos de carbono, de los que ◦ uno es un grupo carbonilo (C=O) y ◦ cada uno de los restantes posee un grupo
alcohólico (-OH). Se nombran según el número de C (triosas,
tetrosas, pentosas, hexosas y heptosas). Se reúnen en dos grandes grupos según el
grupo carbonilo. ¿Cuáles eran esos grupos?
Biomoléculas orgánicas: GLÚCIDOS.155
MONOSACÁRIDOS
ALDOSAS y CETOSAS
Biomoléculas orgánicas: GLÚCIDOS.155
MONOSACÁRIDOS
Biomoléculas orgánicas: GLÚCIDOS.155
MONOSACÁRIDOSPrincipales monosacáridos:
OH
OH
OH
OH
OH
OH
OH
OH
OH
OH
OH
OH
OH
OH
OH
OH
HO
OH
OH
HO HO
OH
OH
OH
OH
HO
1) De acuerdo con la nomenclatura vista, nombra las siguientes moléculas de acuerdo con su número de carbonos, y la posición de los grupos funcionales.
RibosaDesoxirribosaGlucosaGalactosaFructosa
Aldopentosa
Aldopentosa
Aldohexosa
Aldohexosa
Cetohexosa
2) Escribe la fórmula desarrollada de una cetotriosa y una aldotriosa.
Los monosacáridos con más de 4 carbonos no suelen presentarse en forma lineal, ya que el grupo carbonilo (¿cuál es?) reacciona con un grupo alcohólico (¿cuál es?) de la propia molécula.
Así se originan anillos pentagonales o hexagonales, las denominadas formas cíclicas.
Biomoléculas orgánicas: GLÚCIDOS.155
MONOSACÁRIDOS
Biomoléculas orgánicas: GLÚCIDOS.155
MONOSACÁRIDOSNo entra
El furano forma un pentágono, y el pirano un hexágono.
No entra
Resultan de la unión de dos moléculas de monosacárido, liberándose una de agua (son por tanto hidrolizables).
Unión covalente mediante ENLACE GLUCOSÍDICO.
Las enzimas capaces de hidrolizar el enlace glucosídico se nombran con la raíz del nombre del sustrato más la terminación –asa.
Biomoléculas orgánicas: GLÚCIDOS.156
DISACÁRIDOS
C6H12O6 + C6H12O6 C12H22C11 + H2O
-glucosa
-glucosa
-glucosa
Maltosa
Biomoléculas orgánicas: GLÚCIDOS.156
-glucosa (12) -fructosa
-galactosa (14) -glucosa
DISACÁRIDOS
Biomoléculas orgánicas: GLÚCIDOS.157
POLISACÁRIDOSPOLISACÁRIDO
ESTRUCTURA FUNCIÓN
Celulosa Glucosas Pared celular en vegetales
Almidón Glucosas (amilosa y amilopectinas)
Reserva energética en vegetales
Glucógeno Glucosas (similar a la amilopectina)
Reserva energética en animales
Quitina N-acetil-glucosamina Exosqueletos de artrópodos y pared celular en hongos
Biomoléculas orgánicas: GLÚCIDOS.157
POLISACÁRIDOS
Composición química muy variada. No son considerados polímeros. No presentan grupo funcional característico. Insolubles en agua, solubles en
disolventes orgánicos Funciones:
◦ Energética◦ Estructural◦ Reguladora
Biomoléculas orgánicas: LÍPIDOS.158
Lípidos
Saponificables
Glicéridos
Ceras
Fosfolípidos
Insaponificables
Esteroides
Terpenos
Biomoléculas orgánicas: LÍPIDOS.158
Unión de ÁCIDO GRASO: saturado o insaturado
+ALCOHOL: glicerina/glicerol/propanotriol
Mediante enlace éster.
Biomoléculas orgánicas: LÍPIDOS.159
LÍPIDOS SAPONIFICABLES
Sigue
Biomoléculas orgánicas: LÍPIDOS.159
LÍPIDOS SAPONIFICABLES
Ácidos grasos:Moléculas constituidas por largas cadenas de C (12 mínimo) e H.
Presentan grupo ácido (polar) y una cola hidrófoba (apolar).
Pueden ser saturados (enlaces simples) o insaturados (enlaces dobles).
Sigue
Biomoléculas orgánicas: LÍPIDOS.159
LÍPIDOS SAPONIFICABLES
Sigue
Biomoléculas orgánicas: LÍPIDOS.159
LÍPIDOS SAPONIFICABLES
Sigue
Biomoléculas orgánicas: LÍPIDOS.159
LÍPIDOS SAPONIFICABLES
Volver
Esterificación
Hidrólisis
Biomoléculas orgánicas: LÍPIDOS.160
GLICÉRIDOS o GRASAS
Sigue
Ésteres de glicerina y diferentes ácidos grasos.Pueden ser sólidas (mantecas y sebos), semisólidas (margarinas y mantequillas) o líquidas (aceites).Funciones: amortiguación mecánica, energética y regulación térmica.
1. Escribe la fórmula abreviada del ácido palmítico y del ácido linoleico
2. Realiza la esterificación de una grasa formada por glicerol y 2 ácidos palmíticos y un ácido linoleico.
Biomoléculas orgánicas: LÍPIDOS.160
GLICÉRIDOS o GRASAS
Volver
Biomoléculas orgánicas: LÍPIDOS.160
FOSFOGLICÉRIDOS o FOSFOLÍPIDOS
Presentan una parte polar/hidrofílica y otra apolar/hidrofóbica, lo que les confiere propiedades peculiares (forman membranas). Funciones: participan en procesos endocrinos, inmunológicos o nerviosos.
Sigue
Biomoléculas orgánicas: LÍPIDOS.160
FOSFOGLICÉRIDOS o FOSFOLÍPIDOS
• Las moléculas anfipáticas se reorientan en soluciones acuosas.
• La parte polar es soluble en agua, y se orienta hacia el exterior.
• La parte apolar es insoluble en agua, y se orienta hacia el interior.
Sigue
Biomoléculas orgánicas: LÍPIDOS.160
FOSFOGLICÉRIDOS o FOSFOLÍPIDOS
Volver
Pueden transportar moléculas insolubles en un medio acuoso. Sin ellas, ninguna sustancia hidrófoba podría transportarse a través de un solvente polar como el agua.
Un ejemplo: los jabones o detergentes. Estas sustancias hacen que las grasas de la suciedad queden atrapadas en el interior de las micelas y luego el agua las barre.
Otro caso lo constituyen las lipoproteínas que se forman para transportar los lípidos o grasas a través de la sangre (medio acuoso).
No entra
Biomoléculas orgánicas: LÍPIDOS.160
CERAS Moléculas simples hidrófobas insolubles en agua. Funciones: recubrimiento e impermeabilización o estructural.
Esterificación
Volver
Biomoléculas orgánicas: LÍPIDOS.161
LÍPIDOS INSAPONIFICABLES
No poseen ácidos grasos en sus moléculas.
Volver
ESTEROIDESColesterol
TERPENOSClorofilasCarotenos
(xantofila, licopeno y betacaroteno).
precursor de
CorticoidesHormonas sexuales (andrógenos, estrógenos, progesterona).Vitamina DÁcidos biliares
1. ¿Qué dos tipos de ácidos grasos existen?
2. ¿Cuál de los dos tipos de ácidos grasos presentará un punto de fusión mayor? Razona tu respuesta.
“¿PERO Y CÓMO VOY A SABER YO ESO? ¡¡Y YO
QUÉ SÉ!!”
Traquilidad, lee la página 159.
Biomoléculas orgánicas: LÍPIDOS.
Las proteínas son polímeros de aminoácidos.Un aminoácido es una molécula de estructura
general:
El grupo R o radical es específico de cada aminoácido, y es su parte específica.
Biomoléculas orgánicas: PROTEÍNAS.162
• La unión de aminoácidos se lleva a cabo mediante la formación de un enlace peptídico (requiere energía).
• La hidrólisis o rotura de ese enlace se lleva a cabo por enzimas. ¿Cómo se llamarán?
¿Qué falta aquí?¿Qué grupos funcionales son los que reaccionan?
Biomoléculas orgánicas: PROTEÍNAS.162
No entraBiomoléculas orgánicas: PROTEÍNAS.162
1. Escribe la reacción de síntesis de un tripéptido formado por glicina, serina y tirosina.
2. ¿Qué tipo de enlace se forma al unir dos aminoácidos?
3. Una proteína está constituida por 19 monómeros. ¿Cuántas moléculas de agua se habrán liberado en su síntesis?
4. ¿En qué se diferencian los aminoácidos esenciales de los no esenciales?
Biomoléculas orgánicas: PROTEÍNAS.
No entran los aminoácidos. Pero sí de acuerdo a qué se clasifican.Biomoléculas orgánicas: PROTEÍNAS.16
2
**
Biomoléculas orgánicas: PROTEÍNAS.163
Por fuerzas de Van der Waals o electroestáticas, puentes disulfuro (covalente).
Biomoléculas orgánicas: PROTEÍNAS.164
“hormonal e inmunológica” “Enzimas”
Son proteínas que actúan como biocatalizadores, reduciendo la energía de activación de una reacción bioquímica, aumentando por tanto su velocidad de reacción.
Son moléculas específicas, sólo actúan sobre un sustrato o grupo de sustratos, y sólo cataliza un tipo de reacción.
Biomoléculas orgánicas: PROTEÍNAS.164
Biomoléculas orgánicas: ÁC. NUCLEICOS.
165
Los ácidos nucleicos son biomoléculas que contienen la información genética de un ser vivo.
Ácido RibonucleicoARN (transferente)
Ácido DesoxirribonucleicoADN
Biomoléculas orgánicas: ÁC. NUCLEICOS.
165
Son polímeros de nucleótidos unidos mediante enlaces “nucleotídicos” covalentes.Los nucleótidos son monómeros formados a su vez por la unión covalente de tres moléculas:
• Un monosacárido ¿?(pentosas)• Un grupo fosfato
• Una base nitrogenada ¿?
Parte común
Parte diferencial
Biomoléculas orgánicas: ÁC. NUCLEICOS.x
No entran las fórmulas de las bases.
Mediante enlace glucosídico
Biomoléculas orgánicas: ÁC. NUCLEICOS.x
No entran las fórmulas, pero debéis ser capaces de enlazar moléculas.
Nucleósido + Fosfato =NUCLEÓTIDO
Mediante enlace fosfoéster
Biomoléculas orgánicas: ÁC. NUCLEICOS.x
No entran las fórmulas, pero debéis ser capaces de enlazar moléculas.
Ejercicio:INDICA CUÁNTOS NUCLEÓTIDOS DISTINTOS EXISTEN.
Biomoléculas orgánicas: ÁC. NUCLEICOS.
165
Los polinucleótidos se unen entre sí mediante enlaces fosfodiéster (los fosfatos establecen un enlace con las dos pentosas contiguas).
No entran las fórmulas.
Biomoléculas orgánicas: ÁC. NUCLEICOS.
167
ADN ARNESTRUCTURA QUÍMICAPentosa: DesoxirribosaFosfatoBases nitrogenadas:Adenina, Guanina, Timina y Citosina
ESTRUCTURA QUÍMICAPentosa: RibosaFosfatoBases nitrogenadas:Adenina, Guanina, Uracilo y Citosina
ESTRUCTURA MOLECULARDoble hélice. Dos cadenas complementarias y antiparalelas.
ESTRUCTURA MOLECULARCadena sencilla.
LOCALIZACIÓN:Núcleo, mitocondrias y cloroplastos.
LOCALIZACIÓN:Citoplasma (y núcleo).
FUNCIÓN y tipos:Contiene la información genética; el nuclear, el mitocondrial y el plastidial.
FUNCIÓN y tipos:Mensajero: copia la info del ADN y la lleva a los ribosomas.Transferente: transporta AA en la traducción.Ribosómico: constituye ribosomas.
Biomoléculas orgánicas: ÁC. NUCLEICOS.
165
Diferencias estructurales.
Biomoléculas orgánicas: ÁC. NUCLEICOS.
166
EL ADN
Biomoléculas orgánicas: ÁC. NUCLEICOS.x
Estructura:1. Primaria: secuencia de nucleótidos de una
cadena.2. Secundaria: modelo de la doble hélice
(Watson y Crick basándose en los desubrimientos de Franklin y Wilkins).
3. Terciaria: Modelo del collar de perlas.4. Cuaternaria: Modelo del solenoide o de las
superbolas.
Una condensación superior daría lugar a los cromosomas.
Biomoléculas orgánicas: ÁC. NUCLEICOS.x
SECUENCIA NUCLEÓTIDOS
Biomoléculas orgánicas: ÁC. NUCLEICOS.x
Biomoléculas orgánicas: ÁC. NUCLEICOS.x
“Dogma” de la biología
El ADN es una molécula única y de vital importancia porque puede autorreplicarse. Y porque contiene la información genética que mediante la transcripción y traducción determina las proteínas que sintetiza una célula en un determinado momento.
Biomoléculas orgánicas: ÁC. NUCLEICOS.x
“Dogma” de la biología