CARACTERÍSTICAS GENERALES DE LOS SERES VIVOS
Para los seres vivos no hay una definición, por lo que se define por sus propiedades, las funciones vitales:
-Nutrición: es la capacidad de los seres vivos de tomar materia y energía del medio, transformarla en materia propia y energía para realizar las funciones.Las transformaciones son reacciones químicas, mediante ellas funcionamos(metabolismo)
-Relación: es la capacidad de captar estímulos, que son variaciones físico-químicas del medio, y de responder ante estos estímulos.La mayoría de las respuestas suelen ser movimientos, pero también pueden ser sudor, secreciones...
Estas dos funciones las realizamos para mantener nuestra supervivencia.
-Reproducción: capacidad para producir descendencia, el 60% del consumo energético se va a la reproducción, para sobrevivir no la necesitamos.
La necesitamos para la perpetuación de la especie, de los genes.
Las funciones vitales nos dan autonomía , nos valemos por si mismos, excepto los virus, que no tienen función de nutrición ni reproducción, son parásitos obligados, sin metabolismo, solo se relacionan.
Son capaces de reconocer la célula que tienen que infectar.
NIVELES DE ORGANIZACIÓN DE LOS SERES VIVOS
La materia bajo ciertas condiciones, tiende a tener más organización y es más compleja, de esta propiedad hemos aparecido los seres vivos.
Somos extraordinariamente complejos, comparados comparados con el resto del universo.
Tanto el universo biótico y abiótico se caracteriza por sus niveles de organización ordenados de menos a mayor.
Universo abiótico
Partículas elementales, los electrones y Quarks, partículas subatómicas.
Átomos(partículas reunidas), es la parte más pequeña en que se puede dividir la materia y pueda seguir siendo materia.
Moléculas, átomos unidos por enlaces, pueden ser amorfas o cristalinas
Silicatos, formados por 8 átomos de cristal
Macromoléculas, 10 millones de átomos
Complejos supramoleculares, asociación de macromoleculas
Orgánulos celulares(cromosomas, ribosomas..)
Universo biótico
Células, con suficiente complejidad para realizar las funciones vitales.Pueden ser procariota y eucariota son organismos unicelulares.
-Organismos pluricelulares, Sin tejidos(algas, hongos..)
-Con tejidos, células, tejido y función
-Tejidos y órganos, tejidos asociados con la misma función a realizar.
-Aparatos, son órganos con función unitaria.
-Sistemas, un mismo órgano distribuido por todo el organismo con una función unitaria.
-Individuos.
Poblaciones, son todos los individuos de la misma especie al mismo tempo, en el mismo lugar.
-Asociaciones intraespecíficas, como rebaños, bandadas, bancos..compiten entre ellos.
-Sociedades.
-Comunidades, todas las poblaciones en un mismo tiempo y lugar.
-Asociaciones interespecíficas, también entre especies existen competencia, parasitismo, depredación que ayudan al funcionamiento del ecosistema. Se relacionan a su vez con su medio físico, ocurren adaptaciones, que son cambios en el medio físico(biotopo) formando un ecosistema.
-Ecosistema.
-Biosfera (la Tierra)
Todo esto tiene como finalidad la división del trabajo que nos permite no comer constantemente, su ventaja es el aumenta de la eficacia biológica, se consigue funcionar con poca materia y energía gracias a nuestra complejidad.
Composición: Bioelemento y biomoléculas
Cuando se hacen análisis químicos a los seres vivos, todos tenemos la misma composición, cualitativa y cuantitativa(mismos elementos y cantidad), cuando estos se comparan sus proporciones de masa de los seres vivos con la corteza y el planeta, no coinciden sus composiciones.
Los componentes de los seres vivos, no son elegidos al azar, ni por su abundancia, han sido elegidos por la vida, por sus propiedades vitales, las cuales los seres vivos necesitamos.
De los elementos químicos que hay en los seres vivos hay 70% y en todos los seres vivos de estos 16%, aparecen agrupados en la tabla periódica por sus propiedades comunes vitales.
Se dividen en 2 tipos:
Bioelementos: elementos químicos de los seres vivos en cantidades superiores al 0,1%, C, H, O, N. S, P, Na, K, Ca..
Oligoelementos: son menores al 0,1%.
Una de las propiedades vitales necesarias el bajo peso atómico, es inversamente proporcional a la estabilidad del enlace covalente.
Teoria del enlace
Explica porque y como se forman los enlaces.
Los elementos más estables(son tan estables que no se enlazan) son los gases nobles porque tiene completa la ultima capa de electrones, el resto de elementos tiene la última capa incompleta y forman enlaces para completarla y ganar estabilidad.
Casos que se dan para formar enlaces.
-Para completar la ultima capa de átomos que faltan o sobran.Esta se da en enlaces iónicos.
-Cuando sobra o faltan muchos electrones, lo que hacen es compartir los electrones, tiene un alto consumo de energía, la misma que se va cuando se desprenden los enlaces.
Enlace covalente es el enlace de la materia orgánica se comparte electrones que están a la misma distancia de los átomos, las moléculas resultantes son apolares(sin carga)
El peso atómico por el calor especifico es una constante, con peso atómico bajo las moléculas tienen calor especifico alto,"la cantidad de calor necesaria para aumentar 1ºC la Tª de 1g de sustancia.
Otra propiedad es el alto calor especifico, es necesario más calor para que aumente su temperatura, cuando se enfría desprende más calor, lo que hace es amortiguar los cambios de temperatura(cuando hace mucha calor , absorbe el calor y cuando hace frío lo desprende)
importante para los seres vivos porque en ellos se realizan millones de reacciones químicas con intercambio de energía.
Sin embargo nuestra temperatura no sube, por el alto calor especifico de nuestras moléculas y nuestro medio interno(agua)
Iones monovalentes Na K, Cl
Componentes que los seres vivos necesitamos para el mantenimiento de los gradientes eléctricos
Hay funciones que dependen de los gradientes eléctricos(variable que sigue una linea), los iones son solubles en agua, actúan como soluto, crean presión osmótica, lo que determina la difusión(se igualan las concentraciones)producen gradiente químico, contrarrestan los cambios normales de la presión osmótica.
Iones divalentes. Ca, Mg Fe Co
Aceptan y ceden muy fácilmente electrones por lo que tiene una utilidad también necesario que son la cadenas transportadoras de electrones, que son necesaria para obtener energía(respiración celular, fase luminosa fotosíntesis).
Otras función, es que actúan como cofactores de enzimas oxidasas(da electrones) y reductoras(quita e) no podrían funcionar estos cofactores.
C, N O, H 90%
Son muy diferentes en su electronegatividad, átomos con distinta afinidad por los electrones.
N y O(más electronegativos) faltan pocos para completar la ultima capa , por lo que tienen más afinidad.
No estarían simétricos como enlace covalente normal, hay distancia(más cerca del elemento más electronegativo) este enlace es covalente dativo.
C y N
se oxidan y reducen fácilmente, muchas funciones del organismo son de oxido reducción, son elementos de los seres vivos por sus propiedades.
C
Tiene cuatro electrones en su última capa, puede formar 4 enlaces covalentes distintos, consigo mismo o con la mayoría de los bioelementos.
Tiene bajo peso atómico por lo que los enlaces son muy estables, esto permite tener a los enlaces muchos carbonos, son tan estables que también forman anillos.
El carbono actúa como esqueleto de la materia orgánica, porque permite formar un número infinito de moléculas distintas por:
-El número de carbonos
-Los anillos
-La forma, son moléculas tridimensionales.
Cada molécula cumple una función, hay infinitas funciones que cumplir.
Siendo el C el 1% del planeta constituye el 18% en seres vivos.
Silicio, enlaces covalentes entre los átomos de silicio, son más inestables por su alto peso atómico, los hace inútiles para los seres vivos. La materia orgánica debe tener suficiente estabilidad para no romperse con facilidad.
Una solución sería combinar Silicio con oxigeno, pero serían demasiado estables, también seria inútil.
Tiene que ser suficientemente estables para reaccionar químicamente.(metabolismo)
Oligoelementos.
Son aquellos que están en los seres vivos por debajo del 0,1%
Se han aislado 60 diferentes, sólo 14 son comunes a todos los seres vivos.
Resulta difícil conocer el papel que desempeña en los seres vivos, porque se encuentra en concentraciones muy pequeñas, es difícil localizarlos, la ausencia o el exceso de estos, causa graves trastornos en el organismo.
Fe forma parte de la hemoglobina, también actúa como cofactor enzimático
I forma la hormona tiroide
F esmalte de dientes y huesos.
Caracteristicas biomoléculas.
Estamos formados por el 70% de agua, el 30% es el peso seco, de este el 95% son moléculas orgánicas y el 5% sales y gases.
Moléculas orgánicas son las más características, son los glúcidos, lipidos, proteínas y ac.nucleicos.
Se les conoce como macromoléculas, tienen pesos moleculares muy altos.
Se forman amontonando átomos, pero es muy inestable.
En las materia orgánica todo esta formado por polímeros, moléculas grandes formadas de otras ,más pequeñas los monómeros.
Glúcidos-> Monosacáridos-> polisacáridos
Lipidos
Proteínas-> aminoácidos
Ácidos nucleicos-> nucleótidos
Glúcidos y lípidos de monomeros iguales, sirven para almacenar glucosa y acidos grasos, tiene función de reserva de energía. En vegetales el almidón y en animales las grasas.
Estas moléculas pueden servir como ,material de construcción, es decir como función estructural
La celulosa constituye la pared celular
La membrana plasmática esta formada de fosfolipidos.
Moléculas de proteínas y ácidos nucleicos con distintos monomeros.
Tienen una propiedad en su secuencia, el orden en que están colocadas sus Aa y Nucleótidos, la secuencia y el orden es información, en la secuencia de nucleotidos están nuestros cromosomas con características biológicas.
La secuencia de Aa de las proteínas determinan su forma, que determina a su vez su función.
AGUA
Es de importancia vital, la molécula más abundante, 70% del peso total
La cantidad de agua depende del organismo: medusa 90%, lechuga 80%.
Depende de la parte del organismo: huesos 25%, semillas 10%.
También depende de la edad.
Tenemos tanta agua por sus propiedades que los seres vivos necesitamos.
O/H son átomos con afinidad muy diferente para lo electrones
O es muy electronegativo
H electropositivo
Al combinarse O y H formando enlace covalente son más atraidos por el O que por el H, Están asimetricamente distribuidos.
Como consecuencia la molécula de agua sin perder oxigeno o hidrogeno, es electronicamente neutra, aparece electricamente cargada porque los electrones están mas cerca del O.
El oxigeno tiene más densidad de cargas que el H.
El dipolo explica las propiedades del agua, como consecuencia del dipolo, cuando dos moléculas de agua se encuentran próximas el O atrae al H formándose enlaces por puentes de hidrógeno, este es débil pero no tanto como otros, duran una milesima de segundo pero, continuamente se rompen y forman, pueden contener hasta 9 moléculas de H2O, formando tetraedros.
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Propiedades y funciones biológicas.
-Liquida a Tª ambiente.
Gracias a los puentes de hidrógeno.
La vida es inseparable del agua en estado líquido
-Alto calor especifico.
"cantidad de calor necesaria para subir 1º de 1g de sustancia"
El agua se calienta difícilmente, necesita mucha calor y lo mismo desprende al enfriarse.Sirve para amortiguar los cambios de temperatura en el metabolismo, hay muchísimos cambios de energía, son amortiguados por el agua, especialmente en homeotermos(sangre caliente)
La temperatura mide el grado de agitación de las partículas.
El agua tarda más en agitarse(romper los puentes de H)
Parte del calor introducido rompe los puentes de H y el resto para agitarlos(sube Tª), esto también permite que la circulación atmosférica es como es, el clima.
-Alto calor de vaporización
Un líquido pasa a gas cuando se agita tanto como para adquirir una presión de vapor, como en la presión atmosférica.
Gracias a esto, se da la Transpiración y la ascensión de la savia bruta por transpiración.
-Alto punto de fusión y baja densidad en estado sólido
Alto punto de fusión, porque cuando esta en estado liquido forma tetraedros, deteniendo su agitación, se hacen permanentemente sólida, esto hace que tengamos tres estados de agregación a las temperaturas existentes.
La baja densidad en sólido se debe a que es como un cristal, con muchos huecos llenos de aire, disminuyendo su densidad permitiendo al hielo flotar.
Esto permite que no se congele el fondo del mar, permitiendo la vida en océanos fríos.
-Alta tensión superficial.
Es la resistencia que opone un liquido a que se introduzca un sólido, es tan alta que los cuerpos flotan, esto ocurre por la cohesión, unión entre las moléculas de agua como consecuencia del dipolo.
Su utilidad para los seres vivos, es que sirve para producir los movimientos celulares por corriente citoplasmática.
También explica la ascensión de la savia bruta por capilaridad.
-Disolvente universal.
Disolvente de sustancias polares, el agua posee cargas(dipolo) que rodean las cargas de las sustancias polares, asila las cargas de las sustancias polares, separa, las disuelve.
Por ello el medio interno es mayoría H2O
Es un vehículo de transporte de las sustancias polares por disolución(sangre).
En sustancias apolares(lipidos) que son hidrófobas, su forma esta determinada por la presencia del agua.
Todas las funciones anteriores son pasivas, las hace por su naturaleza química.
Funciones activas.
Hidratación, es una reacción metabólica
Hidrólisis, rompe enlaces covalentes que desprende agua.
Reacciones redox,como la fotolisis que es la fase luminosa de la fotosíntesis.
Síntesis de ácidos grasos.
Dispersiones y disoluciones acuosas
El medio interno de los seres vivos es mayoría agua. agua junto con otras sustancias
Hay tres situaciones diferentes
-Con sustancias pequeñas y polares, formando disoluciones
-Con sustancias grandes y apolares, formando una suspensión que termina por sedimentar(agua y arena)
Es el caso de los orgánulos, pero estos no caen porque los sostiene el citoesqueleto.
Dispersiones coloidales
Sustancias grandes y polares se compone de fase dispersante(disolvente) y fase dispersa(soluto)
este "soluto" es demasiado grande para formar una disolución y no sedimentan por la agitación térmica, basta para mantenerlas homogéneamente dispersas, además estas sustancias presentan cargas eléctricas del mismo sigo, por lo que se repelan y no sedimentan.
Cuando el agua va acompañada, cambia sus propiedades.
Como las propiedades se modifican es necesario el mantenimiento de la constancia de las variables del medio interno(homeostasis), para proporcionar a la célula el mejor y más estable medio para realizar sus funciones, cuanto más se controla el medio interno, más independencia del medio externo.
Hay diferentes tipos de dispersiones, dependiendo de cual es la fase dispersa y dispersante.
Gas junto con sólido o liquido es un aerosol.
Liquido junto con sólido.
Cuando hay más líquido que sólido es SOL(hialoplasma)
Cuando hay menos liquido que sólido, GEL(gelatina)
Emulsión
Dispersión de líquidos inmiscibles (no se mezclan) junto con más sustancia emulsionante
ÓSMOSIS Y PRESIÓN OSMÓTICA
Desde que se forma una disolución o dispersión, aparece un movimiento del "soluto" y del "disolvente" hasta que se igualan las concentraciones.Difusión.
Un caso particular de difusión es cuando se separa una disolución o dispersión por una membrana semipermeable(membrana plasmática)
No permiten el paso de "soluto" y si el " disolvente", es lo que pasa en las membranas biológicas, es la ósmosis.
La presión osmótica es la que hace que se produzca la difusión y la ósmosis, el peso del agua(empujado por la presión hidrostática) impide que suba más el agua.
Producto iónico del agua
El agua es un electrolito débil, 1 de cada 550 mil moléculas se ionizan por los puentes de hidrógeno.
Cuando el agua es pura a 25ºC, en el equilibrio de esa reacción el número de cargas positivas por las negativas es igual a 10-4
Este es el producto ionico del agua, es la neutralidad, que mide la acidez y la alcalinidad
Los ácidos base que presentan los seres vivos son débiles, no se disocian instantáneamente en disolución, las cargas eléctricas tiene influencia en la forma de la moléculas que determina su función.
PK: aquel PH en el que el grupo ácido o base estad mitad disociado y mitad sin disociar, se comporta como si fuera cargada completamente.
El PH del medio interno es una de las variables más controladas de los seres vivos(gracias a la Homeostasis), los PH fisiológicos de las materia orgánica tienen las cargas eléctricas que deben para que sus moléculas tengan la forma que les permite realizar sus funciones.
Si cambia el PH cambian las cargas, la forma y la función.
En muchas reacciones del metabolismo se desprenden cargas negativas o positivas, por lo que tenemos unas sustancias llamadas tampones que capturan las cargas que se producen en el metabolismo instantáneamente, por lo que el PH no cambia, ni la forma, ni tampoco las funciones.
SALES MINERALES
La sal es la unión de un ácido junto a una base, esto les da sus propiedades útiles, que vienen de su carácter ácido/base.
Tiene carga eléctrica y que se mantienen enlazados mediante enlaces ionicos, cuando se ponen en disolución acuosa, las cargas del agua rodean a las de la sal aislándolas .
Lo que encontramos en los seres vivos son los cationes y aniones, todas sus combinaciones posibles.
Todas las sales poseen unas funciones especificas dentro de los seres vivos
El fosfato de Calcio forman parte de huesos y dientes
El Cl y Na se encarga del equilibrio de los impulsos nerviosos o la contracción muscular.
Mg, Ca cofactores
Funciones generales por ser ácido-básicas
-Regulación de los equilibrios osmóticos.
Medio hipertónico, la célula se arruga, el agua sale
Medio hipotónico, el agua entra, se hincha.
Pero el medio se mantiene isotónico, por la homeostasis, que mantiene el medio isotónico para que no se produzca el choque osmótico, introduce sal en la célula para aumentar la presión osmótica dentro para que se igualen con la de afuera y viceversa.
Las sales son solutos, que crean presión osmótica.
-Regulación de los equilibrios ácido/básico
Importancia del PH fisiológico para mantener la forma y el funcionamiento de las proteínas.
El PH constante ante los cambio de cargas debidos al metabolismo
Las proteínas con sus bases(amino) y ácido, los aminoácidos también hacen de tampon
-Establecimiento y variaciones en los equilibrios eléctricos.
Las sales tienen cargas , intervienen en el establecimiento de las diferecnias de potencial, gradientes de diferentes cargas electricas, como en la bomba sodio potasio.
Sustancias grandes y polares se compone de fase dispersante(disolvente) y fase dispersa(soluto)
este "soluto" es demasiado grande para formar una disolución y no sedimentan por la agitación térmica, basta para mantenerlas homogéneamente dispersas, además estas sustancias presentan cargas eléctricas del mismo sigo, por lo que se repelan y no sedimentan.
Cuando el agua va acompañada, cambia sus propiedades.
Como las propiedades se modifican es necesario el mantenimiento de la constancia de las variables del medio interno(homeostasis), para proporcionar a la célula el mejor y más estable medio para realizar sus funciones, cuanto más se controla el medio interno, más independencia del medio externo.
Hay diferentes tipos de dispersiones, dependiendo de cual es la fase dispersa y dispersante.
Gas junto con sólido o liquido es un aerosol.
Liquido junto con sólido.
Cuando hay más líquido que sólido es SOL(hialoplasma)
Cuando hay menos liquido que sólido, GEL(gelatina)
Emulsión
Dispersión de líquidos inmiscibles (no se mezclan) junto con más sustancia emulsionante
ÓSMOSIS Y PRESIÓN OSMÓTICA
Desde que se forma una disolución o dispersión, aparece un movimiento del "soluto" y del "disolvente" hasta que se igualan las concentraciones.Difusión.
Un caso particular de difusión es cuando se separa una disolución o dispersión por una membrana semipermeable(membrana plasmática)
No permiten el paso de "soluto" y si el " disolvente", es lo que pasa en las membranas biológicas, es la ósmosis.
La presión osmótica es la que hace que se produzca la difusión y la ósmosis, el peso del agua(empujado por la presión hidrostática) impide que suba más el agua.
Producto iónico del agua
El agua es un electrolito débil, 1 de cada 550 mil moléculas se ionizan por los puentes de hidrógeno.
Cuando el agua es pura a 25ºC, en el equilibrio de esa reacción el número de cargas positivas por las negativas es igual a 10-4
Este es el producto ionico del agua, es la neutralidad, que mide la acidez y la alcalinidad
Los ácidos base que presentan los seres vivos son débiles, no se disocian instantáneamente en disolución, las cargas eléctricas tiene influencia en la forma de la moléculas que determina su función.
PK: aquel PH en el que el grupo ácido o base estad mitad disociado y mitad sin disociar, se comporta como si fuera cargada completamente.
El PH del medio interno es una de las variables más controladas de los seres vivos(gracias a la Homeostasis), los PH fisiológicos de las materia orgánica tienen las cargas eléctricas que deben para que sus moléculas tengan la forma que les permite realizar sus funciones.
Si cambia el PH cambian las cargas, la forma y la función.
En muchas reacciones del metabolismo se desprenden cargas negativas o positivas, por lo que tenemos unas sustancias llamadas tampones que capturan las cargas que se producen en el metabolismo instantáneamente, por lo que el PH no cambia, ni la forma, ni tampoco las funciones.
SALES MINERALES
La sal es la unión de un ácido junto a una base, esto les da sus propiedades útiles, que vienen de su carácter ácido/base.
Tiene carga eléctrica y que se mantienen enlazados mediante enlaces ionicos, cuando se ponen en disolución acuosa, las cargas del agua rodean a las de la sal aislándolas .
Lo que encontramos en los seres vivos son los cationes y aniones, todas sus combinaciones posibles.
Todas las sales poseen unas funciones especificas dentro de los seres vivos
El fosfato de Calcio forman parte de huesos y dientes
El Cl y Na se encarga del equilibrio de los impulsos nerviosos o la contracción muscular.
Mg, Ca cofactores
Funciones generales por ser ácido-básicas
-Regulación de los equilibrios osmóticos.
Medio hipertónico, la célula se arruga, el agua sale
Medio hipotónico, el agua entra, se hincha.
Pero el medio se mantiene isotónico, por la homeostasis, que mantiene el medio isotónico para que no se produzca el choque osmótico, introduce sal en la célula para aumentar la presión osmótica dentro para que se igualen con la de afuera y viceversa.
Las sales son solutos, que crean presión osmótica.
-Regulación de los equilibrios ácido/básico
Importancia del PH fisiológico para mantener la forma y el funcionamiento de las proteínas.
El PH constante ante los cambio de cargas debidos al metabolismo
Las proteínas con sus bases(amino) y ácido, los aminoácidos también hacen de tampon
-Establecimiento y variaciones en los equilibrios eléctricos.
Las sales tienen cargas , intervienen en el establecimiento de las diferecnias de potencial, gradientes de diferentes cargas electricas, como en la bomba sodio potasio.
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