uf1 los seres vivos: composición y función

Complejidad: Gran uniformidad. Alto contenido en Carbono. Alto grado de complejidad. Organización en unidades anatómicas y funcionales: célula.

Nutrición: Intercambio de materia y energía. La materia sintetizar compuestos complejos. La energía trabajo celular. Estas transformaciones Metabolismo celular mantenimiento constante del medio interno (Homeostasis)

Relación: Se recibe información del medio interno y externo a través de estímulos. Se elaboran respuestas.

Reproducción: Transmisión de información a la descendencia. Gracias al ADN se crean copias de sí mismos. Esta molécula puede sufrir variaciones, que permiten la adaptación al medio.

Organización de la materia en distintos niveles de complejidad.Atómico y molecular: protones, neutrones

electronesátomosmoléculasMacromoléculas (ej: lípidos)Complejos macromoleculares (Ej: membrana) Orgánulos (Ej: mitocondria)

Celular: Asociación de orgánuloscélulaOrgánico: Asociación de células tejido

órganos aparatos y sistemas Organismo.Población: Relación entre individuos de

misma especie población Comunidad + medio físico Ecosistema Biosfera.

70 elementos químicos forman los seres vivos.

25 son comunes a todos. (Bioelementos)

Los bioelementos se combinan en biomoléculas (Principios inmediatos) que pueden ser orgánicos o inorgánicos.

Son los elementos que constituyen la materia viva. Tres grupos:Primarios: CHON99% de la masa celular.

P Fosfolípidos, esqueletos y dientes. S Proteínas y catalizador.

Secundarios: En pequeñas cantidades (-0.1%). Na, K, Cl (Impulso nervioso) Ca (Contracción muscular) ,Mg(Clorofila)

Oligoelementos: Cantidades -0.1%. Su deficiencia produce enfermedades. Su exceso, intoxicaciones. Ej: Fe, Cu, I, etc…

Aunque aparecen en los seres vivos, también en la materia inerte. Agua y sales minerales.

1.AGUA: Molécula más abundante. Importancia: origen de la vida y medio para las reacciones químicas. Ser vivo 70% agua. Ej: Cerebro 70%, Pulmones 83%)

Estructura: 2H+ y O-2 Naturaleza dipolar por la electronegatividad del O2. Esta carga positiva y negativa genera enlaces débiles (Puentes de hidrógeno) que favorece la estructura reticular del agua líquida.

PROPIEDADES AGUA

FUNCIONES AGUA

Gran poder disolvente Transporte de sustanciasAlta reactividad química

Reacciones de hidrólisis y oxidación-reducción

Alto calor específico Absorbe calor sin aumentar mucho su temperatura. Regulador térmico.

Elevado calor de vaporización

Su evaporación absorbe calor y permite disminuir la temperatura. (Sudor)

2. SALES MINERALES: Entre 1-5% en los seres vivos.

Forma sólida: Estructura esquelética (SiO2 y CaCO3)

En disolución: Regulan pH, equilibrio osmótico (sistema tampón), impulso nervioso, etc.

Exclusivas de los seres vivos. Glúcidos, lípidos, proteínas, ácidos nucleicos. Propiedades comunes:

Moléculas lineales, ramificadas o cíclicas: Cadenas hidrocarbonadas con enlaces covalente. Grupo funcional que aporta propiedades biológicas diferentes.

Son macromoléculas (polímeros): Formadas por la unión de unidades sencillas (monómeros o sillares estructurales) por reacciones de polimerización. Ej: nucleótidos, aminoácidos, etc.

Realizan una función dentro de los organismos, según su tamaño y forma.

También conocidos como azúcares o hidratos de carbono.

Moléculas de CHO. Función energética y estructural. Clasificación:

MonosacáridosDisacáridosPolisacáridos

Unidades básicas de los hidratos de carbono. Formados por una molécula de azúcar.

Fórmula: CnH2nOn Cadena lineal entre 3 y 8 átomos de C. Todos los C unidos a un grupo hidroxilo (-

OH), excepto uno que es carbonilo: Aldehído (-CHO) En el extremo. Cetona (-CO) Interior.

Clasificación según el nº de C: Triosas, tetrosas, pentosas, hexosas…

Clasificación según el grupo carbonilo: aldosas o cetosas.

GLUCOSA

FRUCTOSA

Cetohexosa

Aldohexosa

Funciones de los monosacáridos más importantes.Glucosa: Principal combustible celular.

Base de muchos polisacáridos.Fructosa: Combustible celular.Ribosa: Forma el ARN, y su derivado el

ADN.Ribulosa: Molécula esencial para la

fotosíntesis.

Constituidos por la unión de dos monosacáridos con enlace O-glucosídico.

Reacción de los grupos -OH con expulsión de H2O.

Disacáridos más comunes:Maltosa: Unión de dos glucosas. Hidrólisis

de almidón.Lactosa: Glucosa + Galactosa. Azúcar de la

leche.Sacarosa: Glucosa + Fructosa. Así se

transportan los azúcares en plantas.

Cadenas de cientos o miles de monosacáridos unidos por enlaces O-glucosídicos.

Clasificación según función:De reserva:

Almidón: En vegetales. Abundante en tubérculos y semillas.

Glucógeno: En animales. Se almacena en hígado y músculo.

Estructurales: Celulosa: Forma la pared celular de las células

vegetales.

Formadas por CHO y P. Insolubles en disolventes polares (agua). Solubles en disolventes orgánicos no

polares (cloroformo). Clasificación:

Saponificables: Su hidrólisis produce ácidos grasos. Ej: Grasas, fosfolípidos, glucolípidos, ceras.

Insaponificables: Su hidrólisis no produce ácidos grasos. Ej: Esteroides y terpenos.

Uno/dos/tres ácidos grasos + glicerina/glicerol. Las más abundantes son los

triacilglicéridos, moléculas hidrofóbicas. Clasificación:

Aceites: Líquidos a temperatura ambiente. En vegetales.

Sebos: Son sólidos a temperatura ambiente. En animales.

Funciones de las grasas: Almacenamiento de energía a largo plazo en

animales y plantas. Aislamiento térmico debido a su mala conducción

del calor y protección de órganos (amortiguación de golpes)

Formación de grasas: Reacción de esterificación. Enlace entre el carboxilo (-COOH) de los ácidos grasos y el grupo hidroxilo (-OH) de la glicerina.

El ácido fosfórico forma parte de su composición.

Función estructural. Forma las membranas. Clasificación:

Fosfoglicéridos: Son anfipáticas. Cabeza polar hidrófila (ácido fosfórico + alcohol) y zona apolar hidrófoba (cadena de ácidos grasos)

En agua se disponen formando bicapas (membranas). Parte hidrófila hacia el exterior e hidrófilas al interior.

Esfingolípidos: ácido fosfórico + alcohol + ácido graso + esfingosina. En las membranas de las células nerviosas.

Los glucolípidos: Incluyen azúcares. Son anfipáticos. Forman las membranas.

Las ceras: Apolares. Impermeabilizan (plumas de aves, lana de ovejas) y evitan la pérdida de agua en plantas al cubrir su superficie.

Esteroides: Derivado del esterano. Ej: Colesterol (da rigidez a las membranas) y precursor de la vitamina D.

Terpenos: Derivado del isopreno. Pigmentos como xantofilas y carotenos (fotosíntesis)

Formadas por CHON, y PS Monómeros: Aminoácidos. Aminoácidos:

Grupo amino + grupo carboxilo + Grupo R + Carbono α .

Son anfóteras (Pueden ser ácidos o bases)Se unen por enlace peptídico entre el

grupo carboxilo de uno y el grupo amino de otro, se libera un H2O.

Según el número de aminoácidos son: dipéptidos, tripéptidos, polipéptidos etc.

Si el PM de la cadena >10.000 Proteína

FUNCIÓN EJEMPLOEstructural Glucoproteínasmembranas

ColágenoTendones, cartílago, huesosQueratinaUñas, pelo, plumas.

De reserva OvoalbúminaHuevoCaseínaLeche

De transporte

HemoglobinaOxígenoLipoproteínasLípidos del plasma

De defensa AnticuerposFibrinógeno y trombinaCoagulación

Contráctil Actina y miosinaContracción muscular

Hormonal Insulinaregula la glucosaHormona del crecimiento

De naturaleza proteíca. Son catalizadoresAumentan velocidad

de las reacciones químicas. La unión de sustratos forman

productos. Elevada especifidad. Cada enzima se

une a su sustrato únicamente en el centro activo, con estructura complementaria, formando el complejo enzima-sustrato, originando el producto y liberando la enzima.

Moléculas portadoras de la información genética.

Monómeros: Nucleótidos unidos por enlaces fosfodiéster.

Dos tipos:ADN (Ácido desoxirribonucleico)ARN (Ácido ribonucleico)

Se diferencian por su estructura y composición.

Molécula formada por: Grupo fosfato + azúcar pentosa + base nitrogenada. Grupo fosfato: Ácido fosfósrico (H3PO4) Bases nitrogenadas:

Púricas: Adenina (A) y Guanina (G) Pirimidínicas: Timina (T), Citosina (C) y Uracilo (U)

Azúcar pentosa: Ribosa: En el ARN. Desoxirribosa: En el ADN.

Los nucleótidos son:Ribonucleótidos (ARN)Desoxirribonucleótidos (ADN)

Enlace fosfodiéster: Grupo hidroxilo del azúcar de un nucleótido con grupo hidroxilo del ácido fosfórico de otro nucleótido. Se libera una molécula de agua.

ARN

Ribosa

Grupo fosfato

ADN

Desoxirribosa

Grupo fosfato

ENLACE FOSFODIÉSTER

Dos cadenas de desoxirribonucleótidos de AGCT, antiparalelas, complementarias, enrolladas en forma de doble hélice.

Unidas por enlaces de puentes de hidrógeno. Un gen es un

fragmento de ADN que contiene

información para fabricar una proteína

A-TG-C

Una cadena de ribonucleótidos de AGCU.

Algunas veces puede plegarse sobre sí misma en doble hélice.

Tres tipos:ARNm (mensajero)ARNt (transferente)ARNr (ribosómico)

A-UG-C

Intermediario entre el ADN y las proteínas.

El ADN es portador de la información genética que pasa de generación en generación.

Se transmite gracias a la replicación. El ADN se duplica Se obtienen dos copias idénticas.

La secuencia de bases del ADN contiene la información para sintetizar proteínas, responsables de controlar las funciones vitales. Dos procesos:Transcripción: El ARNm copia un fragmento del

ADN.Traducción: La copia del ARNm se traduce a

aminoácidos gracias al ARNt.

Proceso semiconservativo. Las dos hebras se separan y sirven de

molde para sintetizar una hebra nueva complementaria.

La replicación la realiza la enzima ADN Polimerasa.

La ADN Pol lee la hebra molde y coloca sus nucleótidos complementarios.

Transcripción: Síntesis de los ARNm,r,t.La ARN Polimerasa lee la hebra de ADN molde

y sintetiza la cadena de ARNm colocando sus bases complementarias.

Traducción: Síntesis de proteínas en los ribosomas.

La información del ARNm se codifica en codones (tripletes). Cada 3 bases Un aminoácido.

El ARNt coloca los tripletes complementarios (anticodones) del ARNm, formando así los aminoácidos.

CÓDIGO GENÉTICO

LAS FUNCIONES

DE LOS SERES VIVOS

La nutrición es el conjunto de procesos por el que los organismos intercambian materia y energía con el medio para realizar las funciones vitales.

Los nutrientes (cualquier sustancia que una célula necesita para realizar su función de nutrición) para atravesar la mmb entran por mecanismos de transporte.

Procesos:Entrada de materialesUtilización de materia y energíaExcreción

Entrada de materialesA través de mecanismos de transporte de la

mmb.Si las moléculas son complejas deben

someterse previamente a una digestión.Dos tipos de digestión: Intracelular y

extracelular.

DIGESTIÓN INTRACELULAR

DIGESTIÓN EXTRACELULAR Las enzimas digestivas se

vierten al exterior de la célula.

Se digieren los alimentos. Una vez que los fragmentos son pequeños, los

nutrientes atraviesan la mmb.

Fagosoma

1. La partícula se engloba en un

fagosoma

2.Un lisosoma con enzimas digestivas

se fusiona al fagosoma.

3.Los nutrientes pasan al citoplasma

y se expulsan los desechos.

Utilización de la materia y energíaLa actividad química de la célula en la que se

transforman sustancias se llama metabolismo celular.

Objetivos: Sintetizar sustancias para crecer y repararse. Obtener energía para realizar las funciones

vitales. Excreción de productos de desecho

Los desechos del metabolismo celular se expulsan por la mmb.

CÉLULAS AUTÓTROFAS

-Sintetizan materia orgánica a partir de agua, sales minerales, CO2 y energía solar (fotoautótrofa) o energía de reacciones químicas de S o Fe (quimioautótrofas)-Ej: Bacterias, cianobacterias, algas, plantas.

CÉLULAS HETERÓTROFAS

-Obtienen materia orgánica procedente de otros seres vivos directamente del medio o tras su ingestión y digestión.- Ej: Animales, hongos, protozoos, bacterias.

La membrana celular es la encargada de seleccionar la entrada y salida de sustancias.

El paso de sustancias se realiza mediante mecanismos que dependen del tamaño de las sustancias:Transporte de moléculas pequeñas

A. Transporte pasivo: Difusión simple y facilitada B. Transporte activo: Bomba de sodio y potasio

Transporte de grandes partículas Exocitosis Endocitosis

Sin consumo de energía. A favor de gradiente de concentración.

Según las moléculas se caracteriza:Difusión simple: Sustancias como el agua,

O2, CO2 o iones (mediante proteínas canal).Difusión facilitada: Para moléculas polares

como glucosa y Aa. Se ayudan de transportadores (proteínas) que permite el paso por la membrana.

Las moléculas se mueven contra gradiente de concentración. Se necesita gasto de energía (ATP) para impulsar el transporte.

Las proteínas se llaman bombas. Ej: bomba de Na+/ K+

Cuando las moléculas son demasiado grandes para atravesar la membrana se crea una deformación de la mmb (vesículas)

Exocitosis: Expulsión de productos de desecho o de secreción. Fusión de vesículas con la mmb. Aumenta la mmb.

Endocitosis: El material se fija a la mmb, se produce una vesícula que queda en el citoplasma. Disminuye la mmb.Fagocitosis:Introducción de grandes partículas

sólidas.Pinocitosis: Introducción de líquidos con pequeñas

moléculas.

Conjunto de reacciones catalizadas por enzimas dentro de las células.

Intercambio de materia/energía para crear estructuras y obtener energía para el resto de funciones.

Características comunes de las reacciones metabólicas:Catalizadas por enzimas específicas.Encadenadas en rutas metabólicas (el producto de

una reacción es el sustrato de otra)Procesos de oxidación-reducción. (Suelen ser e- de H )

Oxidación: Un agente reductor pierde electronesdador de e-

Reducción: Un agente oxidante recibe electronesaceptor de e-

CATABOLISMO: Fase destructiva. Reacciones exergónicas. Moléculas complejas reducidas se oxidan a otras sencillas, oxidadas. Se libera energía, H+ y e- (Respiración celular y fermentación)

ANABOLISMO: Fase constructiva. Se fabrican moléculas reducidas a partir de moléculas sencillas oxidadas. Proceso endergónico. Se necesita energía, H+ y e- (Fotosíntesis, quimiosíntesis o síntesis de proteinas)

Los procesos metabólicos están acoplados. La energía liberada por el catabolismo se consume en el anabolismo.

No ocurren a la vez ni en el mismo sitio, por lo que se necesitan intermediarios transportadores de energía y e-.

Éstos son: 1. ATP 2. Las coenzimas transportadoras de

e-.

Adenosín trifosfato (nucleótido adenina + ribosa + 3 fosfatos)

Transfiere la energía del catabolismo a las reacciones del anabolismo.

Sustancias llamadas coenzimas que sufren cambios reversibles redox. Recogen los e-

del catabolismo y se reducen.NADP+NADPH NAD+NADH FAD+

FADH

Se utilizan moléculas ricas en energía y se las oxida hasta moléculas sencillas. Los H+ y e- pasan hasta un aceptor final y la energía se capta por el ATP.

La glucosa es la molécula más usada para la oxidación.

Etapas: Glucolisis y oxidación del ácido pirúvico.

La glucosa (6C) 2 ácidos pirúvicos (3C+3C)

Se libera energía usada para formar ATP y H+ que se almacena en NADH.

Ocurre en el citoplasma.

El resultado de la glucólisis se oxida de dos formas:Via anaerobia: oxidaciones sin presencia

de oxígeno en el citoplasma. Fermentaciones.

Via aerobia: Oxidaciones encadenadas en la mitocondria que forman CO2 . El aceptor final es el O2 que se reduce y forma H2O. Respiración celular.

Proceso anaerobio, se oxida parcialmente la glucosa transformándola en ác. Láctico,etanol, etc.

El aceptor final de e- es una molécula orgánica que se reduce.

Poco rendimiento energético. Sólo produce dos moléculas de ATP. Tipos:

Alcohólica: El pirúvico se transforma en alcohol etílico y CO2 . (Levadurascerveza, vino, etc)

Láctica: El pirúvico se transforma a ácido láctico. Producción de yogur y queso. En el músculo esquelético cuando hay poco O2 .

Oxidación completa de la glucosa que se transforma en CO2 en presencia de O2 .

El O2 es el aceptor final de e- que se reduce a H2O.

Se libera energía para sintetizar 38 moléculas de ATP.

Se produce en la mitocondria.

Conjunto de procesos que conducen a la síntesis de moléculas complejas, gastando energía.

Se forman proteinas, ác. Nucleicos, polisacáridos, lípidos etc.

Las células autótrofas tienen rutas anabólicas específicas para fabricar sus propias moléculas.

Tipos de células autótrofas según la fuente de energía: Fotoautótrofas: Utilizan la energía de la luz. Plantas,

algas, cianobacterias. Quimiautótrofas: Utilizan la energía liberada por

reacciones químicas. Bacterias nitrificantes, del azufre, ferrobacterias.

Las células fotoautótrofas fabrican MO a partir de MI (CO2 y H2O) y energía solar.

Se realiza gracias a la clorofila cuyos e- se excitan con la luz transformando la energía luminosa en química (ATP, NADH)

La fotosíntesis es un proceso redox, donde el agua se oxida y cede los protones al CO2 que se reduce a glucosa.

Fases:Luminosa: Obtenemos moléculas

reducidas (NADPH y ATP) gracias a la fotolisis del agua (romper moléculas de agua con la energía solar). Se expulsa O2.

Oscura: Usamos el ATP y el NADPH para reducir el CO2 a glucosa. (Ciclo de Calvin)

La células quimiautótrofas que sintetizan MO a partir de inorgánica por la energía de las reacciones.

Fases:Fase de obtención de energía y poder reductor:

Se obtiene ATP y NADH oxidando compuestos como NH3 y H2S.

Fase de síntesis de materia orgánica: Se utiliza en ATP y NADH para reducir el CO2 y obtener glucosa.

Importante función ecológica ya que incorporan a los ciclos de materia diferentes elementos químicos.

Procesos que capacitan al organismo a reconocer los cambios y responder de forma adecuada.

Los cambios físicos y químicos de medio interno y externo se llaman estímulos.

Fases:Recepción de estímulos: Las proteínas

receptoras de la mmb reaccionan ante cambios específicos modificando su estructura o produciendo reacciones químicas que desencadenan procesos metabólicos para elaborar respuestas.

La ejecución de las respuestas: Pueden ser: Estáticas: No hay movimiento celular. Ej:

enquistamiento o secreción de sustancias. Dinámicas: Implica movimiento, se llaman

tactismos. Pueden ser positivos (si se acerca) o negativos (si se aleja).

Movimiento vibrátil: Pueden ser cilios (cortos y numerosos con movimiento de remo) o flagelos (únicos y largo con movimiento en látigo). Su movimiento requiere gasto de ATP. Desplazamiento de organismos, células o del medio que lo rodea.

Movimiento ameboide: Emisión de seudópodos (prolongaciones del citoplasma) por filamentos de actina y miosina. Función de alimentación y locomoción.

Movimiento contráctil: Acortamiento de la célula por filamento de actina y miosina.

PARAMECIO-CILIOS

AMEBA-PSEUDOPODOS

TRYPANOSOMA-FLAGELO

VORTICELA- CONTRÁCTIL

ACTIVIDADES DE REPASO1. Razona si la siguiente afirmación es verdadera o falsa:

“Para que un individuo alcance el nivel de organización de individuo debe ser pluricelular”

2. ¿Qué funciones desempeñan las sales minerales sólidas en los organismos? ¿Y las disueltas? Indica algún ejemplo.

3. ¿Por qué crees que se considera el agua como un disolvente universal? ¿Por qué es tan importante esta función en los seres vivos?

4. ¿Qué es un polisacárido? ¿De qué está constituido? Indica un ejemplo de polisacárido vegetal con función estructural y otro con función de reserva.

5. ¿Qué biomoléculas fundamentales se relacionan con las siguientes estructuras?

a) La pared celularb) La membrana plasmáticac)Los cromosomasd)El esqueleto externo de los moluscos

6. Indica a qué tipo de biomolécula pertenece y cuál es la función biológica de las siguientes sustancias.

a)Glucosab)Cerac) Celulosad)Almidóne)Hemoglobinaf) Colesterolg)Colágeno