unidad 4, caracterÍsticas generales de los ... · web viewla vida es un atributo exclusivo de los...

TEMA 4. BIOLOGÍA Y GEOLOGÍA DE 1º DE BACHILLERATOIES Diego Tortosa de Cieza

UNIDAD 4, CARACTERÍSTICAS GENERALES DE LOS SERES VIVOS.

1.- La vida y los seres vivos.2.- Constituyentes químicos de los seres vivos.

2.a) Biomoléculas inorgánicas.2.a.1) El agua.2.a.2) Las sales minerales.

2.b) Biomoléculas orgánicas.2.b.1) Glúcidos.2.b.2) Lípidos.2.b.3) Proteinas.2.b.4) Ácidos Nucleicos.

3.- Criterios de clasificación de los seres vivos.4.- Los cinco reinos de seres vivos.

1.- LA VIDA Y LOS SERES VIVOS.No resulta fácil la definición de vida, Aristóteles denominaba psyque a un principio vital que diferenciaba a los seres vivos de los inertes. La vida es un atributo exclusivo de los seres vivos, por eso se dice que “no hay vida sino seres vivos”, ya que la vida en este planeta no se manifiesta si no es a través de un ser vivo con entidad como tal. Comparar una porción de materia viva con la materia inanimada, con lo minerales por ejemplo, nos permite distinguir claramente las características diferenciales de los seres vivos:COMPLEJIDAD MOLECULAR. Aunque los seres vivos están compuestos por átomos y moléculas, como la materia inerte, las principales sustancias responsables del desarrollo y funcionamiento de un organismo son macromoléculas, como los ácidos nucleicos y las proteínas, que no existen en la naturaleza no viva.NIVELES DE ORGANIZACIÓN. La materia viva presenta una organización jerárquica que, en orden de complejidad creciente, incluye: macromoléculas, células, organismos, poblaciones y comunidades. Cada nivel está integrado por todos los elementos correspondientes al nivel inferior, sin embargo, las propiedades de cada uno no son simplemente la suma de las propiedades de sus componentes, sino que surgen nuevas propiedades de la interacción entre esos componentes. Esta característica recibe el nombre de emergencia, y las nuevas propiedades, propiedades emergentes.

HOMEOSTASIS, capacidad para mantener constante el medio interno.

1


AUTOMANTENIMIENTO Y NUTRICIÓN Los seres vivos intercambian materia y energía con el medio que les rodea. Se denomina metabolismo al conjunto de procesos químicos mediante los que el organismo utiliza la materia y la energía incorporadas para construir sus propios componentes y realizar sus procesos vitales. Los desechos producidos en el metabolismo son expulsados al exterior.REPRODUCCIÓN. Los seres vivos no surgen de forma espontánea; solo pueden proceder de otros seres vivos mediante la reproducción. La materia viva tiene la capacidad de reproducirse, de originar copias de sí misma, y esta capacidad se pone de manifiesto en todos los niveles de organización: las células se dividen para dar nuevas células y los organismos se reproducen, sexual o asexualmente, para dar lugar a nuevos organismos,El proceso reproductor suele implicar un aumento de número y lleva asociados dos fenómenos aparentemente contradictorios: la herencia, que mantiene las características de una generación a la siguiente, y la variación o aparición de diferencias en los descendientes. La interacción entre estos dos fenómenos es la base de la evolución biológica.CICLO VITAL, CRECIMIENTO Y DESARROLLO.Los seres vivos atraviesan diferentes etapas a lo largo de su vida. En los organismos de reproducción sexual, a la formación del cigoto o célula huevo, siguen diferentes fases larvarias o embrionarias que conducen al estado adulto. Incluso los organismos unicelulares más simples experimentan durante su desarrollo un aumento de tamaño y replican sus estructuras antes de dividirse de nuevo.SENSIBILIDAD. Todos los organismos son capaces de detectar y reaccionar ante los cambios que se producen en su entorno, es decir, elaboran respuestas ante los estímulos ambientales. En los organismos unicelulares la respuesta a estos estímulos es muy simple: por ejemplo, moverse hacia sustancias que les sirven de alimento. En los animales, la respuesta puede llegar a ser muy compleja, como las migraciones de algunas aves y mamíferos o el cuidado de las crías. Esta posibilidad de respuesta proporciona a los organismos la capacidad de autorregulación.TRANSFORMACIÓN DEL MEDIO QUE LES RODEA. La actividad vital conlleva necesariamente una transformación de los parámetros físicos del medio donde viven.Las características anteriores permiten distinguir claramente la materia viva de la materia inanimada: un ser vivo es capaz de mantener y perpetuar su composición, a pesar de los cambios ambientales, y es capaz de reproducirse. Hoy sabemos que las funciones de cualquier ser vivo están controladas, al menos en parte, por programas genéticos.La información acumulada en estos programas es el resultado de los 3800 millones de años de evolución transcurridos desde el origen de la vida hasta nuestros días.

2.- CONSTITUYENTES QUÍMICOS DE LOS SERES VIVOS.

2


De los aproximadamente 90 elementos químicos presentes en la naturaleza, 30 son esenciales para los seres vivos, a estos se les llaman bioelementos. Los más importantes son el carbono, hidrógeno, oxígeno y nitrógeno, que constituyen más del 95% de la masa de la materia viva.

Los bioelementos se agrupan formando biomoléculas que se clasifican en inorgánicas (Agua y sales minerales) y orgánicas (Glúcidos, Lípidos, Proteínas y Ácidos Nucleicos). Algunas de la biomoléculas orgánicas son muy grandes y se les llaman macromoléculas.

2.a) Biomoléculas inorgánicas.2.a.1) El AGUA.

El agua es la molécula más abundante en los seres vivos, en términos generales un 75% del peso de los seres vivos es agua. Esta sustancia fue muy importante en las circunstancias que rodearon la aparición de la vida sobre la Tierra, y es una molécula esencial para el funcionamiento de los ecosistemas, de tal forma que suele decirse que si hay agua hay vida.Químicamente es una molécula formada por un átomo de oxígeno y dos de hidrógeno, que por su diferente electronegatividad establece un área en la molécula de carácter negativo, que corresponde al sitio donde está el oxígeno, y otra área de carácter positivo donde están los átomos de hidrógeno. Esta propiedad del agua de ser bipolar (dos polos uno positivo y otro negativo), hace que las moléculas se unan unas a otras a través de atracciones electrostáticas entre cargas opuestas que se

llaman puentes de hidrógeno.

De esta característica química del agua se desprenden sus propiedades que la hacen una molécula única que se encuentre en las células interviniendo en todas las reacciones metabólicas.

PROPIEDADES DEL AGUA1.- Poder disolvente. Es el disolvente universal, disuelve bien a las moléculas con carácter polar, a las que se llaman hidrófilas (afinidad

3


por el agua), mientras que no disuelve a las moléculas apolares, que se les llaman hidrófobas (repulsión por el agua). 2.- Elevado calor específico. Energía que hay que suministrar a un gramo de agua para elevar su temperatura un 1º C. El del agua es alto y esto provoca que los cambios de temperatura en el agua son menos bruscos que en otros materiales. Esta propiedad hace que el agua se comporte en los seres vivos como un amortiguador térmico, lo que facilita la constancia de la temperatura en algunos seres vivos.3.- Elevado calor de vaporización. Hacen falta 540 calorías para superar el punto de ebullición del agua (100º C). 4.- Alta tensión superficial. En física se denomina tensión superficial al fenómeno por el cual la superficie de un líquido tiende a comportarse como si fuera una delgada película elástica. Esta tensión superficial hace que por ejemplo el insecto zapatero pueda deslizarse por el agua sin hundirse. Otro de los fenómenos biológicos derivados de la alta tensión superficial es la capilaridad que es la cualidad que posee un tubo delgado para succionar un líquido en contra de la fuerza de gravedad. Mediante este mecanismo las raíces absorben el agua de la tierra a través de los llamados pelos absorbentes.5.- Sustancia de transporte. En los seres vivos constituye parte del medio interno, es sustancia de transporte de partículas alimenticias y de desecho porque forma parte de la sangre y otros líquidos de los seres vivos.6.- Lubricante y amortiguador. Sirve para evitar el rozamiento directo de las piezas duras del esqueleto en las articulaciones, por esto lubrica y hace que los huesos no se desgasten, es el caso del líquido sinovial de la articulación de la rodilla. Otro ejemplo de amortiguación es la que provoca el Líquido Cefalorraquídeo, que circula por entre las meninges que recubren a porciones del Sistema Nervioso Central en los mamíferos, una de sus funciones es mantener flotante el tejido cerebral, actuando como colchón o amortiguador, dentro de la sólida bóveda craneal. Por lo tanto, un golpe en la cabeza moviliza en forma simultánea todo el encéfalo, lo que hace que ninguna porción de éste, sea contorsionada momentáneamente por el golpe. 7.- Menor densidad sólida que líquida. Al contrario que la mayoría de las sustancias el agua es menos densa de forma sólida que de forma líquida, lo que hace que el hielo flote en el agua líquida. Esto hace que el agua de los océanos y los lagos cuando se congela, se quede arriba formando una capa más o menos profunda que aísla el interior donde pueden vivir los animales en su interior. Si el agua sólida fuese más densa se iría al fondo y se congelaría toda la masa de agua.

2.a.2) Las SALES MINERALES.Las sales minerales pueden encontrarse en los seres vivos

precipitadas y disueltas. Las sales minerales precipitadas, es decir sólidas,

tienen una función esquelética o de sostén como

4

http://es.wikipedia.org/wiki/Enc%C3%A9falo

http://es.wikipedia.org/wiki/Gravedad

http://es.wikipedia.org/wiki/Tubo

http://es.wikipedia.org/wiki/L%C3%ADquido

http://es.wikipedia.org/wiki/F%C3%ADsica


es el caso del Carbonato Cálcico que forma parte de los caparazones de moluscos o el Fosfato Cálcico de los huesos de los vertebrados.

Las sales minerales disueltas están en forma de iones (Cl-, Na+, K+, Ca++,…). Estos iones están implicados en la entrada y salida de agua en la célula, relacionado con los fenómenos de ÓSMOSIS. La ósmosis u osmosis es un fenómeno que consiste en el paso del disolvente de una disolución desde una zona de baja concentración de soluto a una de alta concentración del soluto, separadas por una membrana semipermeable, hasta que se igualan las concentraciones.

Cuando una célula se encuentra en un medio con baja concentración de iones, es decir hipotónico, el agua entra para igualar concentraciones, y la célula aumenta de tamaño. A este proceso se le denomina TURGENCIA.Si por el contrario la célula se encuentra en un medio con más concentración de iones, es decir hipertónico, el agua sale de la célula y esta se arruga. A este proceso se le llama PLASMÓLISIS.

5

http://es.wikipedia.org/wiki/Permeabilidad

http://es.wikipedia.org/wiki/Membrana

http://es.wikipedia.org/wiki/Soluto

http://es.wikipedia.org/wiki/Concentraci%C3%B3n

http://es.wikipedia.org/wiki/Solvente


Las sales minerales disueltas también intervienen en las reacciones químicas y en procesos fisiológicos tales como la transmisión del impulso nervioso, la contracción muscular, etc. Además las sales ejercen de reguladores del pH en las células y el medio que las rodea, a estos sistemas de regulación se les llama Sistemas Tampón.

2.b) Biomoléculas orgánicas. Antes de entrar a estudiar las biomoléculas orgánicas tenemos que hacer referencia a los PRINCIPALES GRUPOS QUÍMICOS DE IMPORTANCIA EN BIOLOGÍA.

6


7


2.b.1) GLÚCIDOS. Se llaman también hidratos de carbono (porque algunos responden a la fórmula Cn(H2O)n y azúcares. Desempeñan en los seres vivos funciones energéticas o estructurales.

MONOSACÁRIDOS:Son moléculas de bajo peso molecular cuyo número de carbonos oscila entre 3 y 8, cada átomo de carbono esta unido aun grupo alcohol menos uno que es un grupo carbonilo.

Función: Los monosacáridos cumplen una función de ser fuente de energía para ser utilizada, cuando las células necesitan hacer cualquier trabajo rompen los monosacáridos con O2 hasta CO2 y H2O en un proceso que se llama respiración celular.

8


La fórmula lineal de los monosacáridos los monosacáridos se puede ciclar a través de un enlace interno entre el grupo OH del penúltimo carbono y el grupo carbonilo. Para numerar los carbonos de un monosacárido, tenemos que empezar por el carbono de un extremo de modo que el grupo principal (el carbonilo) se quede en la posición más baja, es decir, en posición 1 o dos.

9


DISACÁRIDOS: Se forman por la unión de dos monosacáridos. Son disacáridos la lactosa o azúcar de los productos lácteos y la sacarosa que esta en muchos productos dulces.

POLISACÁRIDOS: son glúcidos de alto peso molecular, por lo que son insolubles en agua, Químicamente son polímeros formados por la unión de un gran número de monosasacáridos. Como ejemplos más importantes de polisacáridos tenemos el ALMIDÓN, molécula de reserva energética en los vegetales, GLUCÓGENO, molécula de reserva energética en los animales, CELULOSA, molécula de función estructural que forma parte de la pared celular

de las células vegetales y QUITINA, también de función estructural que forma parte del exoesqueleto de los artrópodos.

2.b.2) LÍPIDOS Son compuestos ricos en carbono, hidrógeno y en menor

proporción oxígeno, también tienen P y N. Son apolares por lo que no son solubles en el agua, pero sí en disolventes orgánicos como el éter o el cloroformo. Químicamente los lípidos pueden ser moléculas lineales o cíclicas:

LÍPIDOS LINEALESa) Ácidos grasos: Forman largas cadenas de entre 16 y

18 átomos de carbono con un grupo carboxilo (-COOH) en posición terminal.

Los ácidos grasos son saturados cuando no tienen dobles enlaces, e insaturados cuando tienen uno o más dobles enlaces.

10


b) TriglicéridosEstán formados por tres ácidos grasos unidos a una molécula de

glicerina (propanotriol), mediante enlaces covalentes de tipo ester. Este enlace se establece entre el grupo carboxilo del ácido graso y el grupo OH del alcohol, y se pierde una molécula de agua. Por su baja densidad y su elevado valor energético, las grasas son utilizadas como reserva de energía en muchas semillas y en los animales.

c) Ceras Son monoalcoholes de cadena larga unidos a un ácido graso de cadena larga mediante un enlace ester. Tienen una función aislante frente al agua, se extienden como aislamiento la piel, el pelo y las plumas en los seres vivos. También pueden tener una función estructural, en las abejas las cámaras larvarias de los panales están hechas de una cera.

d) Fosfolípidos. Están formados por la glicerina que se une por dos de sus grupos OH a dos ácidos grasos, y el tercer grupo OH se une a un grupo fosfato, al cual se le une una pequeña molécula polar como la etanolamina o la colina. Con un extremo hidrófilo (soluble en agua) y otro hidrófobo (insoluble en agua). Son moléculas anfipáticas, lo que quiere decir que en la misma molécula hay una parte hidrófoba (cadenas de ácidos grasos) y una parte hidrófila (fosfato y grupo polar).

11


La Membrana Plasmática y las de los órgánulos está formada por una doble capa de fosfolípidos, que alberga también otros lípidos y proteínas (MODELO DEL MOSAICO FLUIDO). A veces al extremo polar de los fosfolípidos se les une un monosacárido o un pequeño oligosacárido y se forman los glicolípidos, que sobresalen de la célula hacia el exterior.

LÍPIDOS CÍCLICOS O ANILLADOSSon moléculas complejas formadas por la unión de varios

anillos. En este grupo se encuentra el COLESTEROL (presente en las membranas celulares), las HORMONAS ESTEROIDEAS (sexuales) y las VITAMINAS LIPOSOLUBLES A, D, E y K.

2.b.3) PROTEINASLas proteínas son macromoléculas constituidas por la

polimerización de unas pequeñas moléculas llamadas aminoácidos. Que están compuestos de un grupo amino (NH2) y un grupo ácido (COOH) unidos al mismo carbono. Existen muchos aminoácidos que se distinguen por el grupo radical R. De estos sólo 20 de ellos llamados esenciales forman parte de las proteínas de todos los seres vivos.

12


Los aminoácidos se unen unos con otros por un enlace que se llama enlace peptídico, que se realiza entre el grupo ácido de un aminoácido y el grupo amino del siguiente aminoácido.

Una proteína es una larga cadena de aminoácidos unidos mediante enlaces peptídicos.

El que las proteínas puedan realizar bien su función depende de su estructura tridimensional en el espacio, es decir, de su forma. La forma definitiva de una proteína es su estructura terciaria, aunque a veces las proteínas tienen también estructura cuaternaria cuando están formadas por más de una cadena de aminoácidos (varias subunidades).

13


Una característica de las proteínas es su especicifidad. Esto quiere decir que cada especie animal o vegetal posee sus propias proteínas diferentes a las de otras especies. Incluso dentro de de la misma especie, cada individuo tiene proteínas propias que lo diferencian de los demás.

FUNCIONES DE LAS PROTEÍNAS.- TRANSPORTE: Dióxido de Carbono y Oxígeno (Hemoglobina y la Mioglobina); Hierro (Ferritina y Transferrina).

14

http://es.wikipedia.org/wiki/Imagen:Estructura_prote%C3%ADnas.png


.- PROTECCIÓN INMUNOLÓGICA: Los anticuerpos o inmunoglobulinas (IgA, IgD, IgC, IgM) son proteínas producidas por las células plasmáticas con la finalidad de neutralizar agentes extraños que entran en el cuerpo . .- INTERVIENEN EN LA COAGULACIÓN SANGUÍNEA: Fibrinógeno y Trombina. .- INTERVIENEN EN LOS PROCESOS DE RELAJACIÓN Y CONTRACCIÓN MUSCULAR: Miosina, Tropomiosina, Actina. .- FUNCIÓN HORMONAL: la Insulina .- FUNCIÓN ESTRUCTURAL: interviene en el armazón interno de la célula llamado citoesqueleto. También forman parte del andamiaje de algunos tejidos como el Colágeno y la Queratina. .- FUNCIÓN CATALÍTICA: los enzimas son todos proteínas. Los enzimas son biocatalizadores que aceleran el ritmo normal de la reacciones bioquímicas que tienen lugar dentro de las células. .- DE RESERVA: Ovoalbúmina. .- TÓXICAS: el veneno de cobra es una proteína.

2.b.4) ÁCIDOS NUCLEICOS.Se denominan así por encontrase o proceder del núcleo de la

célula. Existen dos tipos: Ácido Desoxirribonucleico (ADN) y el Ácido Ribonucleico (ARN). Ambos están constituidos por unidades denominadas nucleótidos que se unen formando largas cadenas. Un nucleótido está formados por tres componentes: 1) Una pentosa: la ribosa o la desoxirribosa2) Acido fosfórico (H3PO4)3) Una base nitrogenada que pueden ser:

.- Púricas (doble anillo): Adenina (A) y Guanina (G).

.- Pirimidínicas (un solo anillo): Citosina (C), Timina (T) y Uracilo (U)

15

http://es.wikipedia.org/wiki/Enzimas

http://es.wikipedia.org/wiki/Col%C3%A1geno

http://es.wikipedia.org/wiki/Insulina


La unión entre los nucleótidos se establece mediante enlaces

entre el grupo 5´fosfato de un nucleótido y el grupo 3´hidroxilo (OH) de la pentosa del nucleótido contiguo. Las bases nitrogenadas surgen perpendiculares a este eje, como si fueran las púas de un peine.

16


17


Diferencias entre el ADN y el ARN

ADN ARNCOMPOSICIÓN QUÍMICA

* La pentosa es la desoxirribosa.*Las bases pirimidínicas pueden ser la Timina o la Citosina.

* La pentosa es la ribosa*Las bases pirimidínicas pueden ser el Uracilo o la Citosina.

LOCALIZACIÓN

Está en el núcleo formando parte de los cromosomas o de la cromatina. La mitocondria puede tener ADN

En el núcleo (nucleolo), en el citoplasma y en algunos orgánulos.

FUNCIÓN

Almacena la información genética.Dicta las órdenes para que la célula elabore sus proteínas. Los genes son trozos de ADN que llevan la información genética para sintetizar una proteína.

Ejecuta junto con los ribosomas, la síntesis de proteínas. DOGMA CENTRAL DE LA BIOLOGÍA

ESTRUCTURACadena doble que se enrolla sobre si misma, de tal manera que presenta un aspecto helicoidal. Como siempre hay correspondencia entre A con T y C con G, el número de bases púricas es igual al número de bases pirimidínicas.

Cadena simple y más corta. El número de bases púricas no tiene porque ser igual al número de bases pirimidínicas.

18


El ADN que se encuentra en el núcleo en Interfase (cuando no se va a dividir) esta desenrollado, esta forma de la molécula se llama cromatina. Cuando tras la duplicación de estas moléculas de ADN, el núcleo se va a dividir en mitosis es cuando cada una de las hélices de ADN se organizan enrollándose sobre si mismas dando lugar estructuras discretas que se llaman cromosomas. Por tanto cromosomas y cromatina son dos aspectos de la misma molécula química.

19


3. CRITERIOS DE CLASIFICACIÓN DE LOS SERES VIVOS

20


La gran variedad de seres vivos que existen es el resultado de la evolución biológica que comenzó hace 3500 millones de años. Conocemos sólo una mínima parte de los organismos que pueblan nuestro planeta, su número real probablemente ascienda a cientos de millones si consideramos los microorganismos. A pesar de la variedad que existe es posible agruparlos y clasificarlos por sus semejanzas y también por sus relaciones evolutivas.

La ciencia que estudia la nomenclatura y la clasificación de los seres vivos se llama Taxonomía, tiene su origen en la obra del científico sueco Carl von Linné (Linneo) quien, en el siglo XVIII, emprendió la tarea de nombrar y clasificar todos los seres vivos conocidos en su época.

El método empleado por Linneo se utiliza universalmente y es la nomenclatura binomial, que se basa en emplear dos nombres en latín, el primero se llama nombre genérico y lo comparte con otros semejantes y el segundo, llamado nombre específico lo diferencia de los que pertenecen al mismo género.Canis familiaris es el nombre científico del Perro.Canis lupus es el nombre científico del Lobo.Pertenecen al mismo género pero no a la misma especie1, lo mismo ocurre con la encina (Quercus ilex) y el alcornoque ( Quercus suber).

Para ordenar el conjunto enorme de especies que existen, se han formado subconjuntos que se denominan categorías taxonómicas o taxones. Las especies se agrupan en géneros, los géneros se reúnen en familias, las familias se reúnen en órdenes, éstos en clases y las clases en phyla (phylum en singular). La categoría taxonómica más general es el Reino.

Las clasificaciones de los seres vivos están basadas en la evolución, que se representa como un árbol cuya base es la especie ancestral común a todas las del árbol y el camino hacia la copa representa el paso del tiempo. Las ramas serían grupos emparentados evolutivamente, algunos de ellos se han extinguido pero otros perduran hasta nuestros días. Estos árboles se denominan árboles filogenéticos o filogenias.

Los avances en la biología molecular han facilitado la tarea para reconstruir la historia evolutiva de los seres vivos, en la actualizadla filogenia se puede basar en las secuencias de nucleótidos del ADN del núcleo, o del ADN mitocondrial o en la secuencia de aminoácidos que componen las proteínas de los distintos organismos.

1 Llamamos especie biológica a un conjunto de individuos con características semejantes, capaces de cruzarse entre si y producir descendencia fértil.

21


4. LOS CINCO REINOS DE SERES VIVOS

22


23


24


25

unidad 4, caracterÍsticas generales de los ... · web viewla vida es un atributo exclusivo de los...

Documents