INTRODUCCIÓN A LA BIOLOGÍA

A. NIVELES DE ORGANIZACIÓN DE LOS SERES VIVOS

1. Las características de los seres vivos.

1.1 Organización

1. Nivel subatómico

2. Nivel atómico

3. Nivel molecular

4. Nivel celular

5. Nivel pluricelular

6. Nivel de población

7. Nivel de ecosistema

1.2 Metabolismo

Metabolismo: reacciones químicas que ocurren en un organismo;

• Anabolismo: formación de moléculas complejas a partir de otras más sencillas. Consumen más energía.

• Catabolismo: formación de moléculas simples a partir de otras complejas. Ponen la energía almacenada a la disposición del organismo.

1.3 Homeostasis

Homeostasis: mantenimiento de un ambiente interno estable.

1.4 Crecimiento

Las células aumentan de tamaño y los organismos pluricelulares acumulan células por división celular. Depende de las vías anabólicas producidas por moléculas complejas.

1.5 Reproducción

Crear nuevos organismos, puede ser asexual (un solo organismo parental) o sexual (dos organismos parentales).

1.6 Respuesta

Los organismos responden a los estímulos y cambios de su ambiente, conocido como irritabilidad.

1.7 Evolución

Consiste en el cambio de composición genética de una población. Involucra la selección natural, que consiste en rasgos heredables para sobrevivir y reproducirse mejor. Cuando un rasgo heredable que ofrece ventaja se vuelve más común, se le denomina adaptación.

2. Biomoléculas.

BIOELEMENTOS:

¿Por qué el carbono es abundante y esencial?

1. ES TETRAVALENTE

   Tiene 4 electrones orbitando en su último nivel de energía que pueden combinarse con los otros electrones más externos de otros átomos formando enlaces covalentes a menudo.

2. TRES POSIBLES HIBRIDACIONES

   Puede formar tres tipos de uniones:

• simples: formación de tetraedros

• dobles: estructura triangular plana

• triples: estructura lineal

3. TRES GRADOS DE REACTIVIDAD

   El enlace simple: determina la mayor distancia entre los átomos de carbón, la mayor estabilidad y la menor reactividad.

   El enlace doble: acerca los átomos de carbono y aumenta la reactividad de la unión.

   El enlace triple: el que más acerca los átomos de carbono entre si, haciéndolos los más reactivos.

4. RELATIVA SEMEJANZA CON EL SILICIO

Comparten el mismo grupo en la tabla periódica, quiere decir que tienen propiedades químicas similares aunque el silicio no puede formar enlaces múltiples por su repulsión que genera un mayor número de electrones internos, haciendo que los átomos no se puedan aproximar lo suficiente.

5. SE COMBINA FACILMENTE

   El carbono es capaz de combinarse tanto con metales como con no metales.

2.1 Tipos de enlaces químicos

• Intramoleculares: aquellos presentes en los átomos de una misma molécula

• Intermoleculares: aquellos que unen moléculas con otras (más débiles). Determinan las propiedades físicas. Contienen interacciones electrostáticas con atracción débil de corto alcance denominadas las fuerzas de Van der Waals.

Enlaces fuertes que forman moléculas:

• Enlace covalente, producido entre átomos con electronegatividad (capacidad para atraer electrones de un enlace) elevada similar de dos no metales. Ninguno de los átomos cede electrones pero comparten pares de electrones de su capa más externa para adquirir configuración de gas noble. Existe el enlace covalente polar (lado positivo y lado negativo) y el enlace covalente apolar (sin separación de cargas)

• Enlace iónico, producido entre átomos con distinta electronegatividad de un metal y un no metal. El no metal (más electronegativo) se transforma en un anión, ya que este tiende a ganar electrones. El metal (menos electronegativo) tiende a perder electrones, lo que lo transforma en un catión. 

Aparte, los puentes de hidrógeno son un tipo de fuerza dipolo-dipolo que ocurren cuando el hidrógeno es unido en una molécula con un átomo pequeño y muy electronegativos.

2.2 Biomoléculas inorgánicas: el agua

Las biomoléculas inorgánicas son aquellas que están presentes tanto en la materia viva como inerte. El agua es la más abundante y la más importante. Características:

A. Es líquida entre 0 y 100ºC:

El agua tiene un punto de ebullición elevado debido a la gran cantidad de puentes de hidrógeno que forman sus moléculas. Gracias a su amplio margen de temperatura que permanece en fase líquida, proporciona muchas posibilidades de vida.

B. El hielo flota en el agua: 

Su diferencia de la densidad con la temperatura hace que el hielo flote, actuando como aislante térmico posibilitando como consecuencia el mantenimiento de la masa de agua de los océanos.

C. Carácter dipolar:

El carácter dipolar del agua provoca que sus moléculas se orienten en torno a las partículas polares o iónicas formando una envoltura de solvatación haciendo una modificación en las propiedades de estas partículas.

D. Calor específico y de vaporización elevados:

Su calor específico y calor de vaporización elevados permiten que el calor liberado en reacciones bioquímicas exotérmicas sea absorbido y/o eliminado fácilmente con pequeña variación de la temperatura del individuo.

E. Capacidad para formar puentes de hidrógeno:

Cada molécula de agua puede formar 4 puentes de hidrógeno ya que tiene:

• Dos átomos de H susceptibles a ser cedidos

• Dos dobletes electrónicos capaces de aceptar otros tantos átomos de H

Los puentes de hidrógeno hacen que las moléculas de agua se peguen entre sí y a otras moléculas (cohesión). Las fuerzas cohesivas que actúan hacia el interior producen tensión superficial debido a la atracción especial de las moléculas entre sí.

SALES MINERALES

Se pueden encontrar en los seres vivos de las siguientes formas:

• PRECIPITADAS: constituyen estructuras sólidas, insolubles con función esquelética.

• ASOCIADAS A MOLÉCULAS ORGÁNICAS: suelen encontrarse junto a proteínas, lípidos y glúcidos.

• DISUELTAS: se encuentran disociadas en iones. 

Sus principales funciones en los organismos:

1. Función tampón. Regular el pH

Los sistemas tampón se basan en las propiedades de los ácidos que no se disocian totalmente, de manera que en un intervalo de pH determinado actúan como ácido o bases dando o aceptando protones, regulando el pH de los organismos. 

2. Regular la actividad enzimática

Activan las enzimas, mantienen la forma correcta de las enzimas y facilitan las reacciones químicas.

3.  Generar potenciales eléctricos

Ya que los iones que están en el interior de las células y al exterior no son los mismos, existen diferentes cargas eléctricas. Esta distribución irregular iónica provoca la existencia de un potencial de membrana que ejerce una fuerza sobre cualquier molécula con carga eléctrica.

4. Regular la presión osmótica ye l volumen celular. Mantenimiento de la homeostásis 

Todos los líquidos biológicos son disoluciones salinas en las cuales se producen unos fenómenos osmóticos. Según como es el movimiento de las partículas de soluto, distinguimos tres tipos de fenómenos: 

• DIFUSIÓN. 

En la difusión, las partículas de soluto tienden a disolverse en el agua. Es una forma frecuente de transporte de sustancias a través de la membrana celular. 

• DIÁLISIS.

Cuando la membrana que separa deja pasar además de agua solutos de menor tamaño se denomina diálisis. Las moléculas de bajo peso molecular pasa desde su disolución original hacia la solución en la que se encuentran en menos concentración.

• ÓSMOSIS.

El disolvente desde una disolución con menor concentración (hipotónica) se desplazaa otra de mayor (hipertónica) cuando amas están separadas por una membrana semipermeable que deja pasar el agua pero no los solutos disueltos en ella, hasta que las dos disoluciones alcanzan la misma concentración (isotónicas).