1BACH. Organización de los seres vivos

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.


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.


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).


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)


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.


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.


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).


¿Qué son las

hormonas?

¿Qué tipos de

nutrición existen?

¿Qué ventajas o inconvenientes tiene cada tipo

de reproducción?


• 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.


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.


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.


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


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

http://www.youtube.com/watch?v=7-QJ-UUX0iY

http://www.youtube.com/watch?v=7-QJ-UUX0iY

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?


MONOSACÁRIDOS

ALDOSAS y CETOSAS


MONOSACÁRIDOS


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.


MONOSACÁRIDOS


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.


DISACÁRIDOS

C6H12O6 + C6H12O6 C12H22C11 + H2O

-glucosa

-glucosa

-glucosa

Maltosa


-glucosa (12) -fructosa

-galactosa (14) -glucosa

DISACÁRIDOS


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


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


Unión de ÁCIDO GRASO: saturado o insaturado

+ALCOHOL: glicerina/glicerol/propanotriol

Mediante enlace éster.


LÍPIDOS SAPONIFICABLES

Sigue



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



Sigue



Sigue



Volver

Esterificación

Hidrólisis


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.


GLICÉRIDOS o GRASAS

Volver


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



• 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



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


CERAS Moléculas simples hidrófobas insolubles en agua. Funciones: recubrimiento e impermeabilización o estructural.

Esterificación

Volver


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?


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

**


Por fuerzas de Van der Waals o electroestáticas, puentes disulfuro (covalente).


“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: ÁC. NUCLEICOS.

165

Los ácidos nucleicos son biomoléculas que contienen la información genética de un ser vivo.

Ácido RibonucleicoARN (transferente)

Ácido DesoxirribonucleicoADN


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


No entran las fórmulas, pero debéis ser capaces de enlazar moléculas.

Nucleósido + Fosfato =NUCLEÓTIDO

Mediante enlace fosfoéster


No entran las fórmulas, pero debéis ser capaces de enlazar moléculas.

Ejercicio:INDICA CUÁNTOS NUCLEÓTIDOS DISTINTOS EXISTEN.


165

Los polinucleótidos se unen entre sí mediante enlaces fosfodiéster (los fosfatos establecen un enlace con las dos pentosas contiguas).

No entran las fórmulas.


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.


165

Diferencias estructurales.


166

EL ADN


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.


SECUENCIA NUCLEÓTIDOS



“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.


“Dogma” de la biología

Education

1BACH. Organización de los seres vivos