introduccion a la biologia
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INTRODUCCIÓN A LA BIOLOGÍA:METODOLOGÍA DE LA INVESTIGACIÓN
NIVELES DE ORGANIZACIÓN DE LA MATERIA
Docente: Pía Ávila G.
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Microscopio empleado por Robert Hooke
Dibujo hecho por Hooke de un corte delgado de corcho
Primer microscopio compuesto fue creado a fines del siglo XVI
Microscopista¿Por qué los corchos de
la botellas retienen el aire?
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Primer científico que observó gotas de agua de estanque, describiendo
en ella pequeños “animalillos”Describió las formas de la bacterias que había en el agua con pimienta y
del raspado de sus dientes
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1838
• concluyo: Todas las plantas están formadas por células y el embrión tuvo su origen en una sola célula
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Dogmas de las teoría Celular:• Todos los organismos están compuestos de una o mas células• La célula es la unidad estructural de la vida
1839
• concluyo: plantas y animales eran estructuras muy similares
Schleiden y Schwann concluyeron que las células podían originarse de materias no celulares
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Tercer dogma:• Las células de originan de una preexistente
1855
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MATERIA VIVA
• Las funciones vitales a las que hacemos referencia son el metabolismo y la autoperpetuación.
• El metabolismo
El conjunto de reacciones químicas que le permite a los organismos la producción de nuevos materiales y energía
• Autoperpetuación
Permite que se mantengan como individuos y como especie.
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Moléculas: orgánicas e inorgánicas
CHONPS
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Elementos biológicamente importantes
6 constituyen el 99% de todos los tejidos vivos
92 elementos en la naturaleza
CHNOPS
Composición atómica de tres organismos
representativos
Elemento Humano Alfalfa Bacteria
Carbono 19,37% 11,34% 12,14%
Hidrógeno 9,31% 8,72% 9,94%
Nitrógeno 5,14% 0,83% 3,04%
Oxígeno 62,81% 77,90% 73,68%
Fósforo 0,63% 0,71% 0,60%
Azufre 0,64% 0,10% 0,32%
CHNOPS
Total: 97,90% 99,60% 99,72%
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MACROMOLÉCULAS
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COMPLEJOS MACROMOLECULARES
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LA CÉLULA
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NIVELES DE JERARQUIZACION DE LA MATERIA
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MATERIA VIVA
Bioelementos
Biomoléculas
Primarios
Enlaces Químicos
Secundarios oligoelementos
Inorganico
Orgánico
Estructural
Energética
Dinámica
Agua
Minerales
Glúcidos
Lípidos
Proteínas
Ac. nucleicos
Formada por
Por su abundancia son
Establecen
Formando
FunciónTipo
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ELEMENTOS MINERALES
• MACROELEMENTOS: Elementos inorgánicos presentes en los sistemas vivos en una concentración superior al 1%. También se les denomina Bioelementos primarios.
» Carbono (C)» Hidrógeno (H)» Oxígeno (O)» Nitrógeno (N)
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MACROELEMENTO: CARBONO
- Componente universal de los compuestos orgánicos.
- Forma parte de los esqueletos carbonados de tales compuestos.
- Forma parte de algunas moléculas inorgánicas (CO2).
C
Esqueletoscarbonados
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Las combinaciones del carbono con otros elementos, como el Oxígeno, el Hidrógeno, el Nitrógeno, etc., permiten la aparición de una gran variedad de grupos funcionales que dan lugar a las diferentes familias de sustancias orgánicas .
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� Estos presentan características físicas y químicas diferentes.
� Dan a las moléculas orgánicas propiedades específicas.
� Aumenta las posibilidades de formación de nuevas moléculas orgánicas por reacción entre los diferentes grupos.
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GRUPOS FUNCIONALES
Las propiedades químicas específicas de la molécula orgánica obedecen en particular a estos grupos funcionales.
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MACROELEMENTO: HIDROGENO
- También forma parte de los compuestos orgánicos constitu-
yendo moléculas hidrocarbonadas. - Forma parte además de algunas moléculas inorgánicas de
vital importancia para los seres vivos, como es el agua.
H
Atomo de carbonoAtomo de carbono
Atomo de hidrógenoAtomo de hidrógeno
Atomo de oxígenoAtomo de oxígeno
AlcoholAlcohol
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- Elemento constituyente del O2 , del H2O y del CO2.- Forma parte de los compuestos orgánicos.
- Participa en la cadena transportadora de electrones.
O
O3 H2O
AIRE (O2)
MACROELEMENTO: OXIGENO
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MACROELEMENTO: NITROGENO
- Forma parte de las proteínas.
- Forma parte de los ácidos nucleicos. (ADN y ARN) - Forma parte de los lípidos complejos.
N
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BIOELEMENTOS SECUNDARIOS
S, P, Mg, Ca, Na, K, Cl
4,5%
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ELEMENTOS MINERALES
• MICROELEMENTOS: Elementos inorgánicos presentes en los sistemas vivos en una concentración que va desde el 0,05 al 1%.También se
les conoce como Bioelementos secunda- rios.
• Ellos son:* Sodio (Na) * Magnesio ( Mg)* Potasio (K) * Fosforo (P)* Cloro (Cl) * Azufre (S)* Calcio (Ca)
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OLIGOELEMENTOS
Elementos químicos que están presentes en los organismos en forma vestigial, pero que son indispensables para el desarrollo armónico del organismo.
Fe, Mn, Cu, Zn, F, I, B, Si, V, Cr, Co, Se, Mo y Sn.
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ELEMENTOS MINERALES
• ELEMENTOS TRAZA: Elementos inorgánicos presentes en los sistemas vivos en una concen- tración inferior a 0,05 %. También se les conoce como Oligoelementos.
• Ellos son:* Fierro (Fe) * Boro (B) * Cobre (Cu) * Vanadio (Va)* Manganeso (Mn) * Zinc (Zn)* Silicio (Si) * Cobalto (Co)* Molibdeno (Mo) * Yodo (I)
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• Acidos nucleicos: (ARN, ADN).• Hidratos de Carbono: (mono,
di, oli, polisacáridos).• Lípidos: TAG, FL, Esteroides• Proteínas: péptidos,Proteínas
conjugadas (núcleo, glico, cromo, lipoproteínas)
MACROMOLECULAS
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COMPOSICION ELEMENTAL APROXIMADA EN EL CUERPO HUMANO (en peso seco)
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HIERRO
Fundamental para la síntesis de clorofila, catalizador en reacciones químicas y formando parte de citocromos que intervienen en la respiración celular, y en la hemoglobina que interviene en el transporte de oxígeno.
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Interviene en la fotolisis del agua , durante el proceso de fotosíntesis en las plantas
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Necesario para la síntesis de la tiroxina, hormona que interviene en el metabolismo
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Forma parte del esmalte dentario y de los huesos.
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Forma parte de la vitamina B12, necesaria para la síntesis de hemoglobina
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Proporciona resistencia al tejido conjuntivo, endurece tejidos vegetales como en las gramíneas
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Interviene junto a la insulina en la regulación de glucosa en sangre
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Actúa como catalizador en muchas reacciones del organismo
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Actúa sobre neurotransmisores y la permeabilidad celular. En dosis adecuada puede prevenir estados de depresiones.
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Forma parte de las enzimas vegetales que actúan en la reducción de los nitratos por parte de las plantas
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Alimentación
Metabolismo
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CATABOLISMO (fase destructiva)
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Características fisiológicas de la célulaCaracterísticas fisiológicas de la célula
• Absorción:Absorción: capacidad de captar sustancias del medio circundante.• Secreción:Secreción: ciertas células están capacitadas para transformar las moléculas
absorbidas en un producto especifico, que luego será eliminado bajo la forma de secreción.
• Excreción:Excreción: las células pueden descartar productos de desecho formados por sus procesos metabólicos.
• Respiración:Respiración: las células producen E mediante la utilización de O2 absorbido en la oxidación de nutrientes. Esta degradación de los alimentos (consume O2) se denomina respiración celular.
• Irritabilidad:Irritabilidad: capacidad de la célula de reaccionar frente a un estimulo ( luz, acción mecánica o química). Células nerviosas poseen mas exacerbada esta característica.
• Conductividad:Conductividad: capacidad de transmitir un impulso. Esta y la irritabilidad son principales propiedades de las células nerviosas.
• Contractilidad:Contractilidad: capacidad de una célula de acortarse en una dirección determinada. Característica principal de células musculares.
• Reproducción:Reproducción: las células poseen la capacidad de renovarse por crecimiento y por división. El crecimiento celular esta limitado por la síntesis de una mayor cantidad de sustancia celular, mientras que mediante la división celular se generan células nuevas, por partición de las existentes
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ESTADOS DEL AGUA
SólidoSólido GaseosoGaseoso LíquidoLíquido
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MOLECULAS ANFIPATICAS
Hidrofílica(Polar)
Hidrofóbica(Apolar)
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AGUA LIBRE
95 % del aguatotal del orga-nismo.
MoléculaMoléculaRedRed
Puente HidrógenoPuente Hidrógeno
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AGUA LIGADA
• Agua que se encuentra asociada a moléculas polares; iones, proteínas, etc. (5 %)
Proteína
H2O H2O
H2O H2O
H2O H2O
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ENLACES NO COVALENTES
Existen varios tipos de enlaces: iónicos, de hidrógeno, interacciones de van der Waals, uniones hidrofóbicas.
Los enlaces no covalentes requieren menos energía para romperlos que en el caso de los enlaces covalentes.
Los enlaces no covalentes son necesarios para la mantención de la estructura tridimensional de algunas macromoléculas y estabilizar asociaciones específicas entre ellas
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Molécula Polar• Molécula de agua se comporta como un dipolo.• El oxígeno es más electronegativo que el hidrógeno y
atrae con más fuerza a los electrones de cada enlace, por lo tanto la molécula de agua aunque tiene una carga total neutra.
• Presenta una distribución asimétrica de sus electrones, lo que la convierte en una molécula polar.
Alrededor del oxígeno se concentra una densidad de carga negativa, y el hidrogeno carga positiva
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ENLACES DE HIDROGENO
O
4 vértices, dos carga + y dos carga -
Las regiones de cargas opuestas de cada molécula de agua se atraen, esta fuerza de atracción forma un enlace, que se conoce como enlace o puente de hidrógeno.
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Las uniones de hidrógeno son responsables de las propiedades químicas y biológicas del agua.
Las moléculas con uniones polares que forman uniones de
hidrógeno con el agua se pueden disolver en ella y
se llaman hidrofílicas
Agua-agua Metanol-agua
Metilamina-agua
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