NÚCLEO TEMÁTICO I: LAS BASES DE LA VIDA

TEMA 1: LA NATURALEZA BÁSICA DE LA VIDA: Niveles de organización de los seres vivos. Las biomoléculas como unidades químicas de los seres vivos.

TEMA 2: ORGANIZACIÓN CELULAR DE LOS SERES VIVOS: La célula como unidad estructural y funcional de los seres vivos

TEMA 3: LA ORGANIZACIÓN PLURICELULAR: Histología y organografía vegetal básica. Histología y organografía animal básica

TEMA 1: LA NATURALEZA BÁSICA

DE LA VIDA

TEMA 1: LA NATURALEZA BÁSICA

DE LA VIDA

1º BACHILLERATO. BIOLOGÍA.I.E.S. RICARDO BERNARDO.

DEPARTAMENTO BIOLOGÍA-GEOLOGÍA

http://biologiageologiaiesricardobernardobelenruiz.wordpress.co

m/1o-bachiller/biologia-1º-bachillerato/BIOLOGÍA Y GEOLOGÍA. EDITORIAL SM.

1. CARACTERÍSTICAS DIFERENCIALES DE LOS SERES

VIVOS

1. CARACTERÍSTICAS DIFERENCIALES DE LOS SERES

VIVOS

NIVELES DE ORGANIZACIÓN:

La materia viva presenta una organización jerárquica creciente.

Cada nivel de organización está compuesto por los componentes del nivel anterior que

al unirse interaccionan y

aparecen propiedades emergentes

(enfoque holístico).Actividades página 9:1,2,3,4.

Pág 22: 27.Pág 23: 35

2. LA UNIDAD QUÍMICA DE LOS SERES VIVOS

2. LA UNIDAD QUÍMICA DE LOS SERES VIVOS

NIVEL ATÓMICO: BIOELEMENTOS

CLASIFICACIÓN: Bioelementos 1arios o

Mayoritarios: C H, O, N, P, S (96,2% =97%). FUNCIÓN ESTRUCTURAL O PLÁSTICA

Bioelementos 2arios: Cl, Na, K, Mg y Ca (2%).

Oligoelementos: o elementos traza ; Fe, Mn, Cu, F, I, Si, Zn, Ni, Co, Li, Al, etc. (1%), Porcentajes menores del 0,1% 

Bioelementos secundarios

CLASIFICACIÓN:

Indispensables: Cl-, Na+, K+, Mg2+ ,Ca2+ , Fe, Si, Cu, Mn, B, F e I.

Variables: pueden faltar en algunos organismos. Br, Zn, Ti, V, Pb, Co, Al etc.

Oligoelementos: o elementos traza ; Fe, Zn, Cu, Co, Mn, Li, Si, I y F Porcentajes

menores del 0,1%

Abundantes:

Cl-, Na+, K+: mantienen el grado de salinidad y en el equilibrio de las cargas eléctricas a ambos lados de la membrana plasmática.

Na+, K+: transmisión del impulso nervioso.

Ca2+: forma carbonato cálcico (CaCO3), de los caparazones de los moluscos y esqueletos de muchos animales. El ión Ca2+ interviene en la contracción muscular, la permeabilidad de las membranas celulares, la coagulación de la sangre, etc.

Indispensables:

Mg: Necesario para la síntesis de clorofila

Oligoelementos ó Elementos Traza Su porcentajes es de 1%, cada uno de ellos se encuentran en

proporciones inferiores al 0,1%. No todos forman parte de los seres vivos. Son necesarios para el metabolismo celular.

Fe: sintetizar Hb e Mb, y los citocromos. Zn: abundante en cerebro, órganos sexuales y páncreas (se asociada con la

insulina) Cu: síntesis de hemocianina (pigmento respiratorio de invertebrados acuáticos)

y enzimas oxidasas Co: síntesis de vitamina B12 (=cianocobalamina o cobalamina), y enzimas que

regulan la fijación del Nitrógeno. Mn: enzimas, factor de crecimiento y en procesos fotosintéticos. Li: actúa incrementando la secreción de los neurotransmisores. Si: caparazones de diatomeas, rigidez de los tallos de gramíneas y de los

equisetos. I: síntesis de hormonas tiroideas. F: esmalte de dientes y en huesos.

Oligoelementos ó Elementos Traza Su porcentajes es de 1%, cada uno de ellos se encuentran en

proporciones inferiores al 0,1%. No todos forman parte de los seres vivos. Son necesarios para el metabolismo celular.

Fe: sintetizar Hb e Mb, y los citocromos. Zn: abundante en cerebro, órganos sexuales y páncreas (se asociada con la

insulina) Cu: síntesis de hemocianina (pigmento respiratorio de invertebrados acuáticos)

y enzimas oxidasas Co: síntesis de vitamina B12 (=cianocobalamina o cobalamina), y enzimas que

regulan la fijación del Nitrógeno. Mn: enzimas, factor de crecimiento y en procesos fotosintéticos. Li: actúa incrementando la secreción de los neurotransmisores. Si: caparazones de diatomeas, rigidez de los tallos de gramíneas y de los

equisetos. I: síntesis de hormonas tiroideas. F: esmalte de dientes y en huesos.

3. BIOMOLÉCULAS INORGÁNICAS: EL AGUA

3. BIOMOLÉCULAS INORGÁNICAS: EL AGUA

Estructura: la molécula es neutra pero debido a la electronegatividad del oxígeno se comporta como un dipolo => posibilidad de formación de enlaces por puentes o enlaces de hidrógeno con otras moléculas polares.

http://www.juntadeandalucia.es/averroes/manuales/materiales_tic/biomoleculas/hydrogenbonds.swf

PROPIEDAD FÍSICO-QUÍMICA

FUNCIÓN BIOLÓGICA

VALOR DE CTE. DIELÉCTRICA DISOLVENTE

CALOR ESPECÍFICO TERMORREGULADOR

COHESIÓN INTERNATENSIÓN SUPERFICIAL

ASCENSO SAVIA BRUTAFORMAS VIDA SUPERFICIE

REACTIVIDAD QUÍMICA

MEDIO REACCIONES QUÍMICAS

MENOR DENSIDAD ESTADO SÓLIDO

(HIELO)

CAPA AISLANTE AGUAS CLIMAS FRÍOS

Congelación => menor densidad del hielo que el agua líquida función aislante térmico, permite la supervivencia de los organismos acuáticos durante el invierno. En la mayoría de los líquidos la densidad aumenta

a medida que la Tª disminuye. Ocurre porque las moléculas individuales se mueven con mayor lentitud y los espacios que hay entre ellas disminuyen.

La densidad del agua también aumenta a medida que la temperatura disminuye, pero sólo hasta que se aproxima a los 4º C, porque las moléculas de agua se encuentran tan próximas y se mueven con tanta lentitud que cada una puede mantener sus enlaces de H con otras 4 moléculas al mismo tiempo. Pero para que existan 4 enlaces de H simultáneos las moléculas deben alejarse unas de otras y se forma un enrejado abierto, que es la estructura más estable del cristal de hielo. En consecuencia el “agua sólida” ocupa “más volumen” que el “agua líquida”. Como el hielo es menos denso que el agua flota en ella.

Densidad =1 g/cm3 en estado líquido, a los 4ºC. Por ello el hielo flota sobre el agua, evitando la congelación de las zonas profundas de mares y lagos permitiendo el desarrollo de la vida bajo la superficie helada.

Actividades página 11: 6 y 7.Pág 22: 28.

4. BIOMOLÉCULAS INORGÁNICAS: SALES MINERALES4. BIOMOLÉCULAS INORGÁNICAS: SALES MINERALES

ÓSMOSIS: 

Movimiento de agua desde una región MENOS CONCENTRADA DE SOLUTO (medio  HIPOTÓNICO ) a otra MÁS concentrada ( medio HIPERTÓNICO ). La ósmosis se realiza a través  de una proteína integral especializada que se conoce con el nombre de ACUAPORINA.

MANTENIMIENTO DEL EQUILIBRIO HÍDRICO: FENÓMENOS OSMÓTICOS. ÓSMOSIS

Medios:•Isotónicos: las dos soluciones tienen la misma Presión osmótica, la misma con la misma [salina].•Hipertónicos: la solución de mayor presión osmótica, mayor [salina].•Hipotónicos: la solución de menor presión osmótica, menor [salina].

Video resumen ósmosis: http://www.youtube.com/watch?v=oONjIH39uUw

Si el medio externo es isotónico respecto al medio interno celular, es decir tiene la misma concentración , la célula no se deforma.

Si el medio externo es hipotónico (menos concentrado), la célula se hinchará, fenómeno denominado TURGENCIA (ocurre cuando a las células de los peces de mar se les pasa a agua dulce). Si se rompe: LISIS.

Si el medio externo es hipertónico (más concentrado) , la célula perderá agua, se arrugará, dándose el fenómeno de PLASMÓLISIS. (ocurre cuando las células de peces de agua dulce cuando se pasan al mar)

Video resumen ósmosis: http://www.youtube.com/watch?v=oONjIH39uUw

PLANTAS: las células vegetales poseen grandes vacuolas y comprimen al citoplasma hacia la pared celular al ponerlas en contacto con una solución hipertónica respecto al líquido de la vacuola, el agua de ésta sale al exterior de la célula, la vacuola se arruga y arrastra al citoplasma => PLASMÓLISIS Si la solución es hipotónica entra agua a la vacuola y la comprime al citoplasma, se hincha => TURGENCIA

GLÓBULOS ROJOS, la membrana es mucho más fina,, al ponerse en contacto con una solución hipertónica se produce PLASMÓLISIS.

Si la solución que se pone en contacto es hipotónica, los glóbulos rojos se dilatan tanto que llegan a estallar por rotura de la membrana => HEMOLISIS.

Actividades página 12: 8, 9 y 10..Pág 22: 29.Pág 23: 39.

5.COMPUESTOS ORGÁNICOS5.COMPUESTOS ORGÁNICOS

Todos los compuestos que tienen carbono en combinación con hidrógeno y otros elementos como oxígeno, nitrógeno, azufre o fósforo.

Forma enlaces covalentes, que son estables y acumulan mucha energía.

Puede formar enlaces, hasta con cuatro elementos distintos, lo que da variabilidad molecular.

Puede formar enlaces sencillos, dobles o triples.

Se puede unir a otros carbonos, formando largas cadenas.

Los compuestos, siendo estables, a la vez, pueden ser transformados por reacciones químicas.

El carbono unido al oxígeno forma

compuestos gaseosos. Actividad página 13: 12.Pág 22: 31

Nombre Importancia biológica

         Hidroxilo

Polar, y por esta razón soluble en agua; forma puentes de hidrógeno

            Carboxilo Ácido débil (dador de hidrógeno); cuando pierde

un ión hidrógeno adquiere carga negativa:                  

             

AminoBase débil (aceptor de hidrógeno); cuando acepta un ión hidrógeno adquiere carga positiva:                

             Aldehído

Polar, y por esta razón soluble en agua; caracteriza a algunos azúcares

             Cetona Polar, y por esta razón soluble en agua; caracteriza a otros azúcares

             

Metilo Hidrofóbico (insoluble en agua)

                

FosfatoÁcido (dador de hidrógeno); en solución presenta habitualmente carga negativa:                            

carbonilo

Grupo

6. LOS GLÚCIDOS, HIDRATOS DE CARBONO O AZÚCARES6. LOS GLÚCIDOS, HIDRATOS DE CARBONO O AZÚCARES Fórmula empírica:

CnH2nOn • CLASIFICACIÓN-

• Osas o monosacáridos • Grupo funcional Aldosas (ej. glucosa) y Cetosas (ej.

fructosa)• Nº de C Triosas, Tetrosas, Pentosas, .....

• Osidos:• Holósidos

• Oligosacáridos: 2-10 monosacáridos • (ej. de disacárido sacarosa)

• Polisacáridos : nº de monosacáridos• Homopolisacáridos (ej. almidón, glucógeno y

celulosa)• Heteropolisacáridos (ej. Hemicelulosa, ácido

hialurónico)• Heterósidos azúcar + Aglucones

6. 1. MONOSACÁRIDOS: concepto y estructuraPolihidroxialdehídos o polihidroxicetonas

Clasificación: Según los grupos funcionales

Clasificación:

Según el número de átomos de carbono

GRUPO Nº DE ÁTOMOS DE CARBONO

Triosas 3

Tetrosas 4

Pentosas 5

Hexosas 6

Heptosas 7

Etc. (muy raros)

ALDOSAS

CETOSAS

ESTRUCTURA DE LOS MONOSACÁRIDOS EN DISOLUCIÓN

Para realizar la ciclación de una forma lineal (Fischer) se usa el método de proyección de Haworth

PASO 1: Si la molécula es D, gira 90º a la derecha Si la molécula es L, gira 90º a la izquierda

PASO 2 La molécula se coloca formando un hexágono

PASO 3: Los radicales del C5 giran 1 posición hacia la

izquierda

PASO 4:– Entre el grupo carbonilo (aldehído) y el grupo

–OH, se forma (añadiendo H2O) un hemiacetal

+ H2O

PASO 5:- H2O

- H2O

Carbono anomérico

RESUMEN:

6.2 OLIGOSACARIDOS: DISACÁRIDOS: concepto y estructura

Maltosa: en la malta. 2 glucosas.Lactosa: en la leche. glucosa + galactosa.Sacarosa: en la caña. Formado glucosa + fructosa

6.3. POLISACARIDOS: concepto y estructura

MONÓMERO(GLUCOSA)

POLIMERO(AMILOPECTINA)

POLISACARIDO ANIMAL

POLISACARIDOS VEGETALES

ALMIDÓN CELULOSA

6. FUNCIONES DE LOS GLÚCIDOS6. FUNCIONES DE LOS GLÚCIDOS

Actividades página 14: 13, 14 Y 15.Pág 22: 30, 31.Pág 23: 41

7. LÍPIDOS7. LÍPIDOS

• Grupo muy heterogéneo, por su estructura química y su función.

• TODOS tienen una serie de propiedades físicas en común:De origen biológicoSon poco o nada solubles en agua.Son solubles en disolventes orgánicos, como

éter, cloroformo, alcohol etc.De aspecto graso (ligeros, brillantes, untuosos

al tacto).Son biomoléculas orgánicas que están

formadas siempre por C, O, e H y a veces también por P, N, y S.

Su insolubilidad en agua se debe a que su estructura química básica consiste en cadenas hidrocarbonadas con muchos enlaces C-C y C-H (no polares, no interactúan con el agua)

ácidos grasosESTRUCTURASon ácidos orgánicos con un grupo funcional

carboxílico, unido a una larga cadena hidrocarbonada + de 12 carbonos.

SATURADOS(No presentan dobles enlaces)

INSATURADOS(Presentan dobles

enlaces)

SATURADOS(No presentan dobles enlaces)

INSATURADOS(Presentan dobles enlaces)

Tienen carácter ANFIPÁTICO (<amphi>=ambos;<patos>=afecto, pasión))Es decir, tiene dos partes o extremos;

Una cola hidrófobica, apolar (lipofilica) Una cabeza hidrófilica, polar (lipofóbica)

PROPIEDADES FÍSICO -QUÍMICAS

REACCIÓN DE ESTERIFICACIÓN

REACCIÓN DE SAPONIFICACIÓN (formación de jabones)

• Glucolípidos

7.1. GRASAS

FORMACIÓN DE UN TRIGLICÉRIDO

7.2. CERAS O CÉRIDOS

PROPIEDADES Hidrofobia (apolares) Insolubles

FUNCIÓN Insolubles Impermeabilizante: hojas, oído, etc.

7. 3. FOSFOLÍPIDOS.

Función: Componentes de membranas celulares (bicapas y liposomas)

7. 4. ESFINGOLÍPIDOS

Función Componentes de membranas celulares: abundantes en tej. nervioso

7. 5. GLUCOLÍPIDOS

“antena glucídica” función de relación (reconocimiento celular)

7. 6. ESTEROIDES. TERPENOS Y PROSTAGLANDINAS

ESTEROIDES

TERPENOS

Polímeros de Isopreno

Se encuentran en la mayor parte de los tejidos animales. Se forman por ciclación de ácidos grasos poliinsaturados como el ácido araquidónico.

PROSTAGLANDINAS

7. FUNCIONES DE LOS LÍPIDOS7. FUNCIONES DE LOS LÍPIDOS

Actividad página 23: 40.

8. PROTEÍNAS8. PROTEÍNAS

FÓRMULA GENERAL

IONIZACIÓN DE UN aá

Aminoácidos (aa)

CLASIFICACIÓN DE LOS aa

Estructura tridimensional de las proteínas

DESNATURALIZACIÓN

La proteína pierde su estructura

tridimensional y como consecuencia

pierde sus propiedades y su

función.

Agentes desnaturalizantes: cambios en el pH, aumento de Tª.

Reserva

Defensa

Contráctil

8. FUNCIONES DE LAS PROTEÍNAS8. FUNCIONES DE LAS PROTEÍNAS

Actividades página 16: 16 y 17. Pág 22: 32

Actividad

Proceso:A: Fijación especifica: complejo ESB: Liberación del producto: Enzima +

Producto.

9. PROTEÍNAS ENZIMÁTICAS9. PROTEÍNAS ENZIMÁTICAS

ENZIMAS: Nomenclatura

Se conocen 2.000 enzimas

Para nombrarlas: Término que alude al

sustrato y al tipo de reacción catalizada

Sufijo –ASA

En ocasiones no se usa esta denominación, sino la antigua, sobre todo en las enzimas digestivas (ej. Pepsina, tripsina).

Según el tipo de reacción que catalizan: Oxidorreductasas, Transferasas, Hidrolasas, Liasas, Isomerasas , Ligasas o sintasas.

Propiedades de las Enzimas

Específicas: solo puede actuar sobre un determinado sustrato (o un grupo de sustratos muy similares) y solo cataliza un tipo de reacción.

Eficientes: una única molécula de enzima puede catalizar la transformación de muchas moléculas de sustrato por minuto y, además no se consumen en el proceso . Por eso actúan en cantidades muy pequeñas.

LA ACTIVIDAD DE UNA ENZIMA ES ÓPTIMA PARA UN DETERMINADO pH. Si variase se produciría la desnaturalización.

Actividades página 17: 19 y 20.Pág 22: 33.

10. LOS ÁCIDOS NUCLEICOS10. LOS ÁCIDOS NUCLEICOS

• Pentosas: Ribosa o desoxirribosa• Bases nitrogenadas

– Tipos•Púricas: Adenina (A), Guanina

(G)•Pirimidínicas: Citosina (C),

Timina (T), Uracilo (U)

• Ácido fosfórico: H3PO4 (1 o varios)

Nu

cleósid

o

Nu

cleótid

oEstructura de los nucleósidos y

nucleótidos

10.1. LOS ÁCIDOS NUCLEICOS

Son polinucleótidos, formados por la unión de nucleótidos mediante enlaces covalentes de tipo fosfodiéster entre sus grupos fosfatos. Se enlazan en dirección 5´=> 3´. (se añaden nucleotidos al extremo 3´libre del ácido nucleíco )

10.2. TIPOS DE ÁCIDOS NUCLEICOS

ADN ARN

ácido desoxirribonucleico ácido ribonucleico

C,T, A y G C, U, A y G

desoxirribosa ribosa

ADN ARN

Estructura y función del ADN

ESTRUCTURA SECUNDARIA ADN

Doble hélice: dos cadenas helicoidales antiparalelas (crecen en sentidos opuesto),las bases nitrogenadas se dirigen hacia el interior y los grupos fosfato forman el esqueleto externo. La estructura se mantiene estable gracias a los puentes de H entre bases nitrogenadas complementarias

A-T (doble enlaces de hidrógeno)

C-G (triple enlace de hidrógeno)

Cadenas antiparalelas

Niveles estructurales superiores del ADN

Estructura y función del ARN

DIFERENCIAS ENTRE ADN Y ARN

1.- ALMACENAMIENTO Y EXPRESIÓN DE LA INFORMACIÓN GENÉTICA

2.- TRANSMISIÓN DE LA INFORMACIÓN GENÉTICA

8. FUNCIONES DE LOS ÁCIDOS NUCLEICOS8. FUNCIONES DE LOS ÁCIDOS NUCLEICOS

1.- ALMACENAMIENTO Y EXPRESIÓN DE LA INFORMACIÓN GENÉTICA

Duplicación del ADN: SEMICONSERVATIVA

Formación de una

horquilla de replicación

Síntesis por la DNA-polimerasa

Unión de todos los

fragmentos por la DNA-

ligasa

Expresión del mensaje genético

TRANSCRIPCIÓN: TRANSCRIPCIÓN:

Expresión del mensaje genético

TRANSCRIPCIÓN: TRANSCRIPCIÓN:

TRADUCCIÓN TRADUCCIÓN

CONCEPTOS ANIMADOS EN HIPERTEXTOS DEL ÁREA DE BIOLOGÍA

2.-TRANSMISIÓN DE LA INFORMACIÓN GENÉTICA.

Actividades página 17: 19 y 20.Pág 22: 34.

Actividades REPASO página 12: 31.Pág 23: 36, 37, 38 y 42.

Bibliografía y páginas web

BIOLOGÍA Y GEOLOGÍA. PEDRINACI, Emilio. GIL, Concha. GÓMEZ DE

SALAZAR, José María.. Editorial SM.

CONCEPTOS ANIMADOS EN HIPERTEXTOS DEL ÁREA DE BIOLOGÍA

www.departamentobiologiaygeologiaiesmuriedas.wordpress.com