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TEMA 7 CARACTERÍSTICAS GENERALES DE LOS SERES VIVOS
-7.1 BIOELEMENTOS Y BIOMOLÉCULAS (Constituyentes químicos)
- 7.2 LA CÉLULA
1º DE BACHILLERATO
- 7.3 FUNCIONES BÁSICAS DE LOS SERES VIVOS:
• Nutrición• Relación• Reproducción
1 BIOELEMENTOS(Primarios, secundarios y oligoelementos)
2 BIOMOLÉCULAS:
- INORGÁNICAS (Agua y sales minerales)
- ORGÁNICAS (Glúcidos, lípidos, proteínas y Ac. Nucleicos)
3. LA CÉLULA (Constituyentes y tipos de células)
4. FUNCIONES BÁSICAS DE LOS SERES VIVOS:
- NUTRICIÓN
- Tipos de nutrición (Autótrofos y heterótrofos)
- Metabolismo celular. Reacciones metabólicas
- Procesos del metabolismo
• CATABOLISMO (Repiración celular aerobia y fermentación)
• ANABOLISMO (Fotosíntesis y quimiosíntesis)
- RELACIÓN (Etapas. Homeostasis)
- REPRODUCCIÓN
- MITOSIS
- MEIOSIS
- CICLOS BIOLÓGICOS
TEMA 7 CARACTERÍSTICAS GENERALES DE LOS SERES VIVOS
1. BIOELEMENTOS
BIOELEMENTOS DE LA MATERIA VIVA COMPARADOS CON OTROS SISTEMAS TERRESTRES:
OLIGOELEMENTOS:
% en peso
% DE BIOELEMENTOS EN LA MATERIA VIVA COMPARADOS CON % EN CORTEZA TERRESTRE
2. BIOMOLÉCULAS
Agua
Modelos de la molécula de agua
BIOMOLÉCULAS
% agua en algunos organismos y distintos tejidos:
1. Disolvente
2. Transportadora
3. Bioquímica
4. Estructural
5. Termorreguladora
6. Importante papel en el origen y evolución de los seres vivos
FUNCIONES BIOLÓGICAS DEL AGUA
FUNCIONES BIOLÓGICAS DEL AGUA:
1. DISOLVENTE (todas las reacciones biológicas → en medio acuoso)
a
↑ PODER DISOLVENTE DEL AGUA
- CAPILARIDAD DEL AGUA: FUNCIÓN DE TRANSPORTE EN LA SAVIA
FUNCIONES BIOLÓGICAS DEL AGUA:
2. TRANSPORTADORA. EJEMPLOS:
- TRANSPORTE DE NUTRIENTES EN SANGRE (= AGUA/PLASMA CON SUSTANCIAS EN DISOLUCIÓN Y EN SUSPENSIÓN)
3. BIOQUÍMICA
↑ reacciones bioquímicas) ej.: rompiendo enlaces: HIDRÓLISIS
ej.: aportando hidrógeno: FOTOSÍNTESIS
FUNCIONES BIOLÓGICAS DEL AGUA
HIDRÓLISIS
FUNCIONES BIOLÓGICAS DEL AGUA
4. ESTRUCTURAL
Estoma con dos células oclusivas
5. TERMOREGULADORA
ej. . sudor
FUNCIONES BIOLÓGICAS DEL AGUA
6. IMPORTANTE PAPEL EN EL ORIGEN Y EVOLUCIÓN DE LOS SERES VIVOS
BIOMOLÉCULAS
SALES MINERALES
Moléculas inorgánicas disueltas e ionizadas y sales insolubles precipitadas
ANIONES
Cl-
PO43-
NO3-
CO32-
CO3H-
SO4=
CATIONES
Na+
K+
Ca++
Mg++
BIOMOLÉCULAS
SALES MINERALES
Funciones:
1. Regular procesos osmóticos
2. Amortiguadores de los cambios de pH en el organismo
3. Funciones específicas...
4. Función esquelética (forma insoluble)
FUNCIONES DE LAS SALES MINERALES:
1. Regulación de los procesos osmóticos
Ósmosis
BIOMOLÉCULAS (Ósmosis)
El cambio de concentración [ ] a un lado de la membrana
celular (semipermeable) altera el equilibrio osmótico y pone en marcha la ósmosis:
AGUA
IONES
[<] [>]Las células tienden a mantener un equilibrio osmótico con el medio que las rodea ⇒ igualar [ ]
El agua pasa del lado de [<] → al de [>]
http://recursos.cnice.mec.es/biologia/bachillerato/segundo/biologia/ud01/flash/animacion_osmosis/osmosis2.html
BIOMOLÉCULAS (Ósmosis)Dos situaciones opuestas: Plasmólisis y Turgescencia
Medio: HIPERTÓNICO o HIPOTÓNICO
BIOMOLÉCULAS
Ósmosis
(Célula vegetal ⇒ Plasmólisis y Turgescencia)
BIOMOLÉCULAS
Ósmosis
(Célula animal: glóbulo rojo ⇒ Hemólisis y Retracción)
BIOMOLÉCULAS
SALES MINERALES
Funciones (cont.):
2. Amortiguadores de los cambios de pH en el organismo: las sales neutralizan los iones H+ y OH-
3. Funciones específicas ej. Ca++ → contracción muscularNa+ y K+ → impulso nervioso
4. Función esquelética (forma insoluble) ejs.:CaCO3 → conchas…Ca3(PO4)2 → huesos
BIOMOLÉCULAS ORGÁNICAS:
GLÚCIDOS
LÍPIDOS
PROTEÍNAS
ÁCIDOS NUCLEICOS
Forman la materia viva y se caracterizan por:
- átomos de C
- que se unen sobre todo a H y O
- los C se unen entre sí en largas cadenas mediante enlaces covalentes
MOLÉCULAS ORGÁNICAS SENCILLAS
Metano CH4
BREVE REPASO DE LA QUÍMICA ORGÁNICA:
C: 4 valencias (4 vértices de un tetraedro
Uniones con enlaces covalentes)
MOLÉCULAS ORGÁNICAS SENCILLAS
Uniones de carbonos ⇒ largas cadenas:
a) SATURADAS
C C
b) INSATURADAS
C C
(enlaces sencillos) (dobles o triples enlaces)
MOLÉCULAS ORGÁNICAS SENCILLAS
Etano CH3-CH3
2 6
MOLÉCULAS ORGÁNICAS SENCILLAS
Butano CH3-CH2-CH2-CH3
Propano CH3-CH2-CH3
GRUPOS FUNCIONALES DE QUÍMICA ORGÁNICA
ALCOHOL -OH
ALDEHIDO -CHO
CETONA -CO
ÁCIDO -COOH
AMINA -NH2
GRUPOS FUNCIONALES DE QUÍMICA ORGÁNICA
FUNCIÓN ALCOHOL
FUNCIÓN ALDEHIDO
FUNCIÓN CETONA
FUNCIÓN ÁCIDO
FUNCIÓN AMINA
BIOMOLÉCULAS
Glúcidos
Monosacáridos:
Glucosa
BIOMOLÉCULAS
Glúcidos
Monosacáridos:
Fructosa
BIOMOLÉCULAS
Glúcidos
Monosacáridos:
Ribosa
BIOMOLÉCULAS
Glúcidos
Disacáridos: Maltosa
Enlace glucosídico
BIOMOLÉCULAS
Glúcidos
Disacáridos: Sacarosa
Enlace glucosídico
BIOMOLÉCULAS
Glúcidos
Polisacáridos:
Almidón (amilosa)
BIOMOLÉCULAS
Glúcidos
Polisacáridos:
Celulosa
BIOMOLÉCULAS
Lípidos
FUNCIONES:
- Energética (Grasas)
- Estructural (Fosfolípidos)
- Reguladora (algunas Vitaminas y Hormonas)
- Otras funciones:
- Impermeabilización (Ceras)
- Participación en la fotosíntesis (Carotenoides)
BIOMOLÉCULAS
Lípidos: Función energéticaAcido graso:
Formación de molécula de grasa:
Esterificación
BIOMOLÉCULAS
LípidosEjemplo de formación de grasa
*OJO error en la esterificación: H (de -OH de la glicerina) + OH (del –COOH del ac. graso → H2O
*
BIOMOLÉCULAS
LípidosGrasas saturadas e insaturadas
La carne roja, productos lácteos y otros alimentos de origen animal se componen, en su mayoría, de moléculas largas de ácidos grasos saturados, por lo que cuando se consumen en excesopueden dar origen a problemas cardiovasculares al producir colesterol.
Lasgrasas insaturadas(en muchos vegetales) son las queayudan a bajar el colesterol en la sangre, siempre que se utilizan en lugar de las grasas saturadas. Ejemplos: aceite de oliva, olivas, frutos secos,aceites de pescado, azafrán, girasol, maíz y soja.
BIOMOLÉCULAS
Lípidos: Función estructural: fosfolípidos
Fosfolípidos y bicapade membrana
Bipolaridad
BIOMOLÉCULAS
Lípidos: Función estructural
Fosfolípidos en la bicapa de la membrana celular
BIOMOLÉCULAS
Lípidos: Función reguladora
- Algunas vitaminas (Isoprenoides lineales lípidos sin ácidos grasos)
A, D, K
- Algunas hormonas(Esteroides Isopreno ciclado)
Hormonas sexuales (Testosterona...), Corticoides...
BIOMOLÉCULAS
Lípidos: otras funciones
- Protección e impermeabilización: Ceras(Esterificaciónde un
alcohol con un ácido graso)
- Participación en la fotosíntesis: Carotenoides
(Isoprenoides)
- Estructural en la membrana celular:
Colesterol(Esteroide)
BIOMOLÉCULAS
Proteínas
Aminoácidos
Un átomo de C con las cuatro valencias ocupadas por:
- Función Amino: -NH2
- Función ácido (Carboxilo): -COOH
- Un hidrógeno -H
- Un radical -R variable que caracteriza al aminoácido
Ejemplos de aminoácidos
(Existen 20 distintos)
** = esencial(8) no se pueden sintetizar (sólo por alimentos)
Aminoácidos(existen 20 distintos)
* = esenciales(8) no se
pueden sintetizar (sólo poralimentos)
*
Aminoácidos Semi-Esenciales.
Aminoácidos Esenciales.
Aminoácidos No Esenciales.
Otros Aminoácidos.
PROTEINAS: unión de aminoácidos
Enlace peptídico
Los aminoácidos se unen formando
Péptidos(si son pocos)
Proteínas (si son más de 100)
Entre el grupo amino de un aminoácido y el grupo ácido de otro liberando una molécula de agua:
http://www.lourdesluengo.es/animaciones/unidad3/enlace_peptidico.swf
PROTEINAS
Enlace peptídico
PROTEINAS
Cadena de aminoácidos: polipéptidos de enorme importancia biológicaFUNCIONES:
- Estructural( en la membrana)
- Hormonal(Insulina, adrenalina, tiroxina, auxinas...)
- De transporte(Hemoglobina)
- Inmunitaria(Inmunoglobulinas)
- Contráctil(Actina y Miosina)
- Homeostática(Fibrina)
- Enzimática(lipasa maltasa...)
PROTEINAS
Cadena de aminoácidos: polipéptido
ESTRUCTURA PRIMARIA DE LAS PROTEÍNAS
PROTEINAS
ESTRUCTURA SECUNDARIA DE LAS PROTEÍNAS
( ej. en forma de hélice)
PROTEINAS
Ejemplo de heteroproteina: HEMOGLOBINA
Niveles de organización de la molécula de hemoglobina
→ → →
PROTEINAS
Clasificación:
A. Holoproteínas: simples (sólo polipéptidos)
B. Heteroproteínas: cadenas polipeptídicas más otra
sustancia ( llamada grupo prostético)
TIPOS DE PROTEINAS
A. Holoproteínas: cadenas polipeptídicas
a) Fibrilares: filamentosas
ejs. Colágeno (estructura de los tejidos)
Queratina (estructuras dérmicas como uñas pelos, plumas...)
Fibrinógeno(coagulación de la sangre)
b) Globulares: globosas o esféricas
ejs. Albúminas (Ovoalbúmina: clara de huevo. Lactoalbúmina:
en la leche
Globulinas (Inmunoglobulinas: anticuerpos. Proteinas de
membrana. Muchas enzimas..
TIPOS DE PROTEINAS
B. Heteroproteínas: compuestas por una cadena peptídica(grupo proteico) y una parte no peptídica (grupo prostético)
Tipos (según su grupo prostético) y ejemplos:
Fosfoproteinas: ácido fosfórico(caseína de la leche)
Cromoproteínas: Un pigmento(Hemoglobina, citocromos)
Glicoproteínas: polisacárido(Mucina de la saliva)
Lipoproteínas: un lípido(las que transportan el colesterol en la sangre)
Nucleoproteínas: ácido nucleico(de la cromatina y de los ribosomas)
PROTEINAS
Principales propiedades de las proteínas:
1. ESPECIFICIDAD
2. DESNATURALIZACIÓN
PROTEINAS
Principales propiedades de las proteínas:
1. ESPECIFICIDAD:
- Son específicas de cada especie (algunas de cada individuo)
- Existen 3 millones diferentes que se diferencian entre sípor: - nº de aminoácidos
- tipo de aminoácidos
- orden o secuencia de aminoácidos (⇒ º de parentesco evolutivo según similitudes)
- Las proteínas son las responsables de los caracteres morfológicos y biológicos de cada individuo.
PROTEINAS
Hemoglobina normal y hemoglobina en la anemia falciforme
Glóbulo rojo normal y glóbulo rojo falciforme:
PROTEINAS
2. DESNATURALIZACIÓN
Si pierden su estructura tridimensional pierden su actividad biológica
Causas:
- Variaciones de pH
- Variaciones de Tª (aumento)
- Presencia de ciertos iones
Propiedades
BIOCATALIZADORES: Enzimas y Coenzimas
Son catalizadores de todas las reacciones biológicas:
- No se consumen
- No se alteran
- Posibilitan las reacciones a la velocidad adecuada
(a Tª ordinaria)
ENZIMAS: proteínas biocatalizadoras.
A veces se unen a otras sustancias no proteicas: COENZIMASpara realizar su función (muchas vitaminas)
BIOCATALIZADORES: ENZIMAS
Mecanismo de acción de las enzimas: 1. Unión específica al sustrato. 2. Forman el complejo molecular transitorio. 3. Producto de la reacción.
http://www.lourdesluengo.es/animaciones/unidad8/reaccion_enzimatica.swf
BIOCATALIZADORES: ENZIMAS
Mecanismo de acción de las enzimas: catálisis
BIOCATALIZADORES: ENZIMAS
Nomenclatura: nombre del sustrato terminado en ASA
ejs. Maltasa, lipasa
La actividad enzimáticase altera con:
- pH
- Tª
- Concentración de iones
Cada enzima reconoce al sustratopara:
- Romper o formar un enlace o
- Separar o añadir una parte de la molécula o
- Modificar su estructura.
VITAMINAS Y HORMONAS
(Se consideran biocatalizadores)
VITAMINAS
- Sustancias necesarias para el metabolismo celular (en pequeñas cantidades)
- Tienen que ser incorporadas en la dieta (algunos animales no las pueden fabricar)
- Las Vitaminas hidrosolubles (grupo de las B, C y PP) tiene función BIOCATALIZADORA como COENZIMAS: se unen a ciertas enzimas para que éstas puedan hacer su función)
- Abundantes en los alimentos (más en vegetales)
- Hipovitaminosis: trastornos
VITAMINAS Y HORMONAS
HORMONAS
- Se segregan en glándulas. Son transportadas a otros lugares del organismo donde realizan su acción.
- No son verdaderos biocatalizadores sino mensajeros químicos (regulan y controlan)
- Pertenecen a distintos tipos de biomoléculas: lípidos, proteínas...
ÁCIDOS NUCLEICOS:
ADN:
ácido desoxirribonucleico
ARN:
ácido ribonucleico
ÁCIDOS NUCLEICOS: ADN
Molécula de ADN: Modelo de bolas
ÁCIDOS NUCLEICOS: ADNADN: Modelo de Watson y Crick
ÁCIDOS NUCLEICOS: ADN
(Cadena sencilla)
ÁCIDOS NUCLEICOS: ADN
Fórmula química de un par de cadenas de ácido desoxirribonucleico. Enlaces de H entre bases: líneas de trazos
ÁCIDOS NUCLEICOS
Nucleótido
ÁCIDOS NUCLEICOS
ÁCIDOS NUCLEICOS: ADN
EMPAREJAMIENTO DE BASES EN EL ADN:
ADENINA (A)----------TIMINA (T)
GUANINA (G)----------CITOSINA (C)
http://www.lourdesluengo.es/animaciones/unidad4/complementariedad_bases.swf
ÁCIDOS NUCLEICOS: ADN
Cadena simple de ADN Doble cadena de nucleótidos del ADN:
http://www.lourdesluengo.es/animaciones/unidad4/adnconstruye.swf
ADN
Estructura
molecular
de la
doble cadena
de ADN
ÁCIDOS NUCLEICOS: ADN en la célula
ÁCIDOS NUCLEICOS: Cromosomas
ÁCIDOS NUCLEICOS: Cromosomas
ADN
Función:
contiene el mensaje genético en la secuencia de bases
El código genético:
La secuencia de basesdel ADN determinael orden de aminoácidosde las proteínas
Cada serie de tres basesdel ADN (triplete) significaun aminoácidoen la proteína
REPLICACIÓN DEL ADN
FASES DE REPLICACIÓN DEL ADN(bidireccional)
FASE 1 REPLICACIÓN DEL ADN
Inicio de la separación de las dos cadenas mediante acción enzimática
FASE 2 y 3 REPLICACIÓN DEL ADN
Separación de las dos “horquillas de replicación” en direcciones opuestas ⇒
“burbuja de replicación”
FASE 4 REPLICACIÓN DEL ADNSeparación de las dos dobles cadenas que se han formado, obteniéndose dos copias idénticas
EL ARN (ácido ribonucleico)
Diferencias con el ADN:
- El azúcar de los nucleótidos es ribosa
- En lugar de la base timina hay uracilo U
que también se empareja con la adenina
- Sólo hay una cadenade nucleótidos
EL ARN
TIPOS:
ARN mensajero(ARNm): “copia” de una cadena de ADN
ARN de transferencia(ARNt): Traducen el mensaje genético llevando los aminoácidos para que se unan formando una proteína. Cada ARNt lleva un aminoácido adosado a su triplete de bases
Transcripción ADN → ARNmensajero
Traducción ARNmensajero→ ribosoma
Célula
ARN mensajero (ARNm)
Transcripción del ARN
Emparejamiento:
ADENINA----URACILO
GUANINA----CITOSINA
TRADUCCIÓN DEL MENSAJE GENÉTICO
Transcripción y Traducción:
(Síntesis de proteínas)(Síntesis de ARN mensajero)
REPLICACIÓN
TRADUCCIÓN
ARN mensajero y ARN transferente
TRADUCCIÓN DEL MENSAJE GENÉTICO:
EL CÓDIGO GENÉTICO
http://www.juntadeandalucia.es/averroes/manuales/materiales_tic/Cell_anim_archivos/Cell_anim_archivos/ProteinSintes_Medina.swf
EL GENOMA HUMANO
EL GENOMA HUMANO
Localización de las enfermedades genéticas conocidas en el cromosoma X de la especie humana (uno de los dos cromosomas sexuales)
EL GENOMA HUMANO
Situación del gen de algunas enfermedades conocidas en los cromosomas 2, 8, 14 y 20