miércoles, 19 de septiembre de 2012

1ERA AUTOEVALUACION CONTESTADA




CBT CHIAUTLA
MATERIA: BIOLOGIA GENERAL         
PROFRA: ARACELI LANDETA HERNÁNDEZ





NOMBRE DEL ALUMNO (A):__________________________________________________________

CUESTIONARIO DE AUTOEVALUACION
TEMAS A EVALUAR: UNIDAD 1. MODELOS CELULARES      
1.1         Generalidades
1.1.1 Ciencia
                                   1.1.1.1 Método científico
1.1.2 Campos de estudio de la biología
1.1.3 Biología, tecnología y sociedad
1.2         Componentes químicos de la célula
1.2.1 Componentes inorgánicos
                                    1.2.1.1 Agua
                                   1.2.1.2 Minerales

Competencias a desarrollar:
-          Identificar el campo de estudio de la biología, su interrelación con otras ciencias, así como sus aplicaciones en su vida cotidiana reconociendo el carácter científico de esta disciplina.
-          Identificar los pasos del método científico que se emplean en los experimentos. Desarrollar el planteamiento de un problema de investigación científica y comprobar una hipótesis de trabajo.
-          Conocer los elementos que forman la materia viva, y cómo se unen químicamente para forman las biomoléculas.
-          Identificar la composición y estructura química de las biomoléculas, sus propiedades y la función que realizan a nivel biológico.
INSTRUCCIONES: LEE CON ATENCIÓN CADA CUESTIONAMIENTO, CONTESTA LO QUE SE TE PIDE DE ACUERDO A TU NIVEL DE CONOCIMIENTOS, EVITA OMITIR RESPUESTAS. RECUERDA QUE ES UN CUESTIONARIO DE AUTOEVALUACIÓN.
-          Valorar la importancia del conocimiento de los constituyentes bioquímicos de la vida y su relación en el avance científico, sanitario y de desarrollo social.

I. Con tus propias palabras define los siguientes conceptos clave:

-          CIENCIA:Conjunto de conocimientos ordenados obtenidos por medio del método científico.
-          METODO CIENTÍFICO: Es el procedimiento o serie de pasos llevados a cabo para dar respuesta a un fenómeno por medio de la observación, la experimentación y la comprobación que valide nuestra hipótesis.
-          ORGANISMO O SER VIVO: Es una unidad compleja de materiales físicos y químicos capaz de llevar a cabo funciones como crecer, reproducirse, interactuar con el medio que lo rodea, moverse, adaptarse y autorregularse.
-          BIOELEMENTO: Son constituyentes químicos o elementos químicos que sólo están presentes en los seres vivos  
-          BIOMOLÉCULA: Combinación de  bioelementos y son el componente fundamental de los seres vivos
-          BIOMOLÉCULA INORGÁNICA: Se llama así a aquellas biomoléculas que están presentes tanto en la materia viva como en la no viva.
-          BIOMELÉCULA ORGÁNICA: Se llama así a las biomoleculas que UNICAMENTE están presentes en la materia viva.
-          ENLACE POR PUENTES DE HIDROGENO: Es una interacción que tiene lugar entre un átomo de hidrógeno de una molécula y un átomo de otra molécula  Es una enlace o unión química débil. Por ejemplo entre dos moléculas de agua
-          ENLACE COVALENTE: Es la unión de dos átomos que comparten dos o más electrones para formar una molecula estable. Por ejemplo: en una molécula de agua.
-          REACCIONES BIOQUÍMICAS: Son aquellas reacciones o interacciones químicas que se llevan a cabo en la matería viva para poder generar nuevas biomoléculas.
-          ENZIMA: En una biomolecula orgánica cuya finalidad es acelerar reacciones bioquímicas dentro de un ser vivo.
-          POLARIDAD: Se origina cuando dos átomos de una molécula se disponen de tal forma que sus cargas se encuentran cargadas en un polo positivo y otro polo negativo.
-          DISOLVENTE: Es la capacidad que tiene una molécula para separar los átomos de otra. Por ejemplo el agua tiene acción disolvente ya que tiene la capacidad de formar puentes de hidrógeno con otras sustancias y separandolas en moléculas o átomos más simple
REACCION METABÓLICA O METABOLISMO: Es el conjunto de reacciones bioquímicas que sufren todos los organismos a nivel celular para intercambiar materia y energía con el medio ambiente y puede llevar a cabo sus funciones vitales como: respirar, nutrirse, crecer, regular la temperatura, etc.
-          COHESIÓN: Es la fuerza que enlaza o une una molécula con otra.
-          ADHESIÓN:  Es la fuerza que enlaza una molécula o a una superficie externa.
-          COMPUESTO IÓNICO: Son aquellos compuestos generados al separarse una molécula compleja en compuestos simples pero cargados electricamente con carga positiva o negativa según la carga del elemento.













II. Describe que estudia la Mecatrónica:  representa la nueva generación de máquinas, robots, y mecanismos expertos necesarios para realizar trabajo en una variedad de ambientes, principalmente en la automatización de las fábricas, de las oficinas, y de las casas. Es la  unión entre los sistemas electrónicos y los sistemas mecánicos aplicada en la automatización y control de las fábricas, en la industria automotriz, en las máquinas de control numérico, en la robótica, en las celdas de manufactura flexible, en la ingeniería biomédica, en las cámaras de video, en las unidades de disco flexible, etc.

III. Considerando tu descripción anterior ¿crees que la biología cumpla un papel importante en la mecatronica y sus aplicaciones? claro ¿Por qué? porque la biología incrementa el conocimiento humano y muy pronto proveerá respuesta a necesidades de productos a la comunidad mundial. La investigación biotecnológica se hace por medio de proyectos integrados de los departamentos de Biología, Ingeniería Biológica, Química y Física. Cita un ejemplo que fundamente tu respuesta: En medicina por ejemplo creando aparatos novedosos que sustituyan alguna parte de nuestro cuerpo (prótesis)

IV. LEE LOS SIGUIENTES TEXTOS Y RESPONDE LO QUE SE TE PIDE:
TEXTO I. FELICIDAD CICLICA
Científicos de la Universidad de Cornell, en Estados Unidos, utilizaron redes sociales como twitter para demostrar que si bien en general los seres humanos despiertan de buen humor, éste se desvanece conforme avanza el día. La investigación, que incluyó el seguimiento de 2.4 millones de personas de 84 países durante dos años, confirmo que tenemos ritmos afectivos cíclicos y que éstas dependen en gran medida del tipo de trabajo, las horas de luz y cantidad de sueño individual. Los autores del estudio detectaron que existen 2 momentos en los que nuestro estado de ánimo es positivo: a primera hora de la mañana y cerca de la media noche. Así mismo, confirmaron que estamos de mejor humor sábados y domingos que días laborales.

TEXTO II. CALVICIE=CANCER: ATENCIÓN
Si bien algunos jóvenes de entre 20 y 30 años de edad que padecen calvicie prematura piensan que se trata de problema estético, también puede convertirse en factor de riesgo para presentar cáncer prostático, apuntan investigadores del Hospital Princesa Margarita de Toronto, en Cánada: “los andrógenos (hormonas) participan en la aparición de calvicie al inhibir el crecimiento del cabello; además, juegan importante papel en el desarrollo de las células prostáticas”. Por ello los científicos recomiendan a estos individuos que estén más atentos en la salud de su glándula prostática.
a) ¿En cuál de los textos se aplicó el método científico? FELICIDAD CICLICA

b) de acuerdo a tu respuesta anterior describe:
- La hipótesis: Al despertar las personas tienen buen estado de animo que va disminuyendo al transcurso del día debido a las actividades cotidianas
- La experimentación: A través de twitter se dio seguimiento de 2.4 millones de personas de 84 países durante dos años interrogando a los participantes como amanecían de humor y como se iba modificando este al final del día.
- La conclusión:tenemos ritmos afectivos cíclicos y que éstas dependen en gran medida del tipo de trabajo, las horas de luz y cantidad de sueño individual. Los autores del estudio detectaron que existen 2 momentos en los que nuestro estado de ánimo es positivo: a primera hora de la mañana y cerca de la media noche. Así mismo, confirmaron que estamos de mejor humor sábados y domingos que días laborales.

V. Si la biología es una ciencia que aplica métodos para adquirir o afirmar conocimientos de los organismos también es una ciencia que puede ser analizada desde el punto de vista fisicoquímico. Define de primera mano que es un ser vivo por medio de un mapa conceptual sin olvidar mencionar sus constituyentes químicos.










VI. Lo bioelementos  tienen la capacidad de combinarse para formar biomoléculas estables a través de la unión por enlaces covalentes, el agua es una biomolécula que por su abundancia funge como parte vital de los organismos vivos. Conocer la estructura del agua es importante ya que de ésta se derivan todas sus propiedades. Menciona al menos tres propiedades fisicoquímicas más importantes del agua. En la naturaleza ¿Dónde observas su función biológica e importancia de cada una de las tres propiedades fisicoquímicas que mencionaste?  

1..- Acción disolvente: Esta propiedad  permite que se disuelvan sustancias para que puedan reaccionar entre sí y ocurran reacciones metabólicas.
2.- Fuerza de adhesión: Esta propiedad es responsable de la capilaridad util p/e en la ascención de la sabía desde las raíces hasta las hojas de las plantas.
3.- Gran calor específico: Con esta propiedad el agua es capaz de absorber grandes cantidades de calor lo que permite proteger a la celula de los cambios bruscos de temperatura.




VII. Las sales minerales son moléculas inorgánicas que están presentes en la materia viva en pequeñas cantidades y aportan elementos esenciales en el organismo. Por su solubilidad se distinguen en precipitadas y disueltas, explica en que función participan unas y otras dentro de los seres vivos y a que se debe esto.


1. sales inorgánicas insolubles en agua o PRECIPITADAS: Su función es de tipo sólido, formando estructuras de protección y sosten como los Huesos y caparazones de crustaceos, el esqueleto, los dientes. Proporciona dureza y rigidez.
2. Sales inorgánicas solubles en agua o DISUELTAS: Estan disociadas en forma de iones con carga positiva y negativa como son iones cloro, fosfato, y carbonato y ayudan a regular el grado de salinidad en el medio que se encuentra, ayuda a regular el ph sanguineo y participan en las reacciones metabólicas dentro del organismo.











TEMARIO DE BIOLOGÍA GENERAL

TEMARIO DE BIOLOGIA GENERAL

CBT CHIAUTLA

PROFRA. ARACELI LANDETA HERNÁNDEZ

UNIDAD 1. MODELOS CELULARES          

1.1            Generalidades
1.1.1 Ciencia
                                               1.1.1.1 Método científico
1.1.2 Campos de estudio de la biología
1.1.3 Biología, tecnología y sociedad
1.2            Componentes químicos de la célula
1.2.1 Componentes inorgánicos
                                               1.2.1.1 Agua
                                                1.2.1.2 Minerales y electrolitos
1.2.2 Componentes orgánicos
                                                1.2.2.1 prótidos
                                               1.2.2.2 Lípidos
                                                1.2.2.3 Glúcidos
                                                1.2.2.4  Ácidos nucleicos
                                               1.2.2.5  Vitaminas
1.3            La célula           
                               1.3.1 Modelos
                                                1.3.1.1  Procarionte
                                               1.3.1.1.1 Estructura y función celular
                               1.3.1.2   Eucarionte
                                                               1.3.1.2.1 Estructura y función celular

UNIDAD 2. PROCESOS CELULARES

2.1 Anabolismo
2.1.1 Síntesis de proteínas ARN
                                                2.1.1.1 Transcripción
                                                2.1.1.2 Traducción
2.1.2 Fotosíntesis
                                               2.1.2.1 Fase luminosa
                                               2.1.2.2 Fase obscura (ciclo de Calvin)
                                               2.1.2.3 Ecuación neta
2.2 Catabolismo              
2.2.1 Respiración
                                               2.2.1.1 Anaerobia
                                                 2.2.1.1.1 Glucolisis
                                                 2.2.1.1.2 Fermentación
                                               2.2.1.2 Aerobia
                                                 2.2.1.2.1 Ciclo de Krebs  y cadena respiratoria

UNIDAD 3. GENETICA, EVOLUCION Y BIODIVERSIDAD

                3.1 Genética Mendeliana
                3.1.1 Leyes de Mendel
    3.2 Genética post-mendeliana
                               3.2.1 Herencia ligada al sexo
                               3.2.2 Alelos múltiples
                               3.2.3 Terapia génica
    3.3 Evolución
                               3.3.1 Mutación
                                               3.3.1.1 Génica
                                               3.3.1.2 Cromosómica
                                               3.3.1.3 Aneuroploide
                                               3.3.1.4 Poliploide
                                               3.3.1.5 Agentes mutagénicos
                               3.3.2 Selección natural
     3.4 Biodiversidad
                               3.4.1 Entre la vida y la muerte: virus
                               3.4.2 Niveles de organización biológica
                               3.4.3 Clasificación taxonómica  De Witthaker
                               3.4.4 Clasificación taxonómica de  Woese 

martes, 18 de septiembre de 2012

UNIDAD 1.- MODELOS CELULARES


GENERALIDADES

La  Biología, sin lugar a dudas, es uno de los  pilares de la revolución científica y tecnológica del momento. Sus últimos descubrimientos impactan en la conciencia social y obligan a reflexionar sobre tópicos tan trascendentes, como la pérdida de la biodiversidad y sus implicaciones, la importancia de los procesos fotosintéticos a nivel global y el impacto ambiental, provocado  por  el  deterioro  y  la  destrucción  de  diversos ecosistemas.

El  estudio de la naturaleza de la vida ha avanzado  en  las ultimas  décadas  de  manera  vertiginosa, al  grado  que  la Biología  actual ha ampliado sus fronteras de investigación, pasando del estudio del individuo en su dimensión biológica al análisis y conocimiento de los niveles celulares y moleculares, para explicar los  fenómenos vitales. De   tal manera que se ha  propiciado el desarrollo de nuevas ramas,  Biología  y Fisiología Celular, Bioquímica, Biología  Molecular, Genética, entre otras, las cuales a su vez, utilizan técnicas avanzadas de investigación microscópica y ultramicroscópica, sin excluir obviamente, las investigaciones físicas y químicas inherentes a la biología.

Una vez detectado el carácter científico de la Biología y su organización actual en diferentes ciencias biológicas, podrás revisar las características de la metodología de investigación, destacando los aspectos comunes y las diferencias entre las ciencias observacionales y experimentales, dependiendo del objeto de estudio y los objetivos de cada ciencia. Analizarás la importancia del diseño o protocolo e informe de investigación en cualquier trabajo científico.

BIOLOGIA Y SUS RAMAS


La biología se encarga de estudiar todos los aspectos relacionados con la vida: tanto los mecanismos de funcionamiento del interior de los propios organismos, tanto animales, como vegetales, como humanos; como la relación de los organismos entre sí y con el medio.
Es una disciplina científica que abarca un amplio campo de estudio que, a menudo, se tratan como disciplinas independientes. Todas ellas juntas, estudian la vida en un amplio rango de escalas:
•  La vida  se estudia a escala atómica y molecular en biología molecular, en bioquímica y en genéticamolecular.
• Desde el punto de vista celular, se estudia en biología celular.
• A escala pluricelular se estudia en fisiología, anatomía e histología.
•  Desde el punto de vista de la ontogenia o desarrollo de los organismos a nivel individual, se estudia en biología del desarrollo.
Esto  se estructura en varias especialidades o ciencias a las cuales generalmente se accede  con una formación básica en biología como son: botánica, zoología, ecología, genética, biología marina, química, física, geografía, informática, geología; hay amplias variaciones y ramas, relacionadas con la biología.

Entre ellas tenemos:
• Antropología
• Microbiología
• Fisiología
• Genética
• Ecología
• Anatomía
• Taxonomía
• Citología
• Zoología, entre otras


ORGANIZACIÓN DE LOS SERES VIVOS


La materia viva e inerte se puede encontrar en diversos estados de agrupación. Esta agrupación u organización puede definirse en una escala de organización. Subatómico: este nivel es el más simple de todos y está formado por electrones, protones y neutrones, que son las distintas partículas que configuran el átomo.
1.   Átomo: es el siguiente nivel de organización. Es un átomo de oxígeno, de hierro, de cualquier elemento químico.
2.   Moléculas: las moléculas consisten en la unión de diversos átomos diferentes para formar, por ejemplo, oxígeno en estado gaseoso (O2), dióxido de carbono, o simplemente carbohidratos, proteínas, lípidos...
3.   Celular: las moléculas se agrupan en unidades celulares con vida propia y capacidad de autorreplicación.
4.   Tisular: las células se organizan en tejidos: epitelial, adiposo, nervioso, muscular...
5.  Organular: los tejidos están estructurados en órganos: corazón, bazo, pulmones, cerebro, riñones...
6.  Sistémico o de aparatos: los órganos se estructuran en aparatos digestivos, respiratorios, circulatorios, nerviosos...
7.    Organismo: nivel de organización superior en el cual las células, tejidos, órganos y aparatos de funcionamiento forman una organización superior como seres vivos: animales, plantas, insectos,...

REVISA EL SIGUIENTE VIDEO: http://www.educatina.com/video/biologia/organizacion-de-los-seres-vivos




MÉTODO CIENTÍFICO

La   Biología es una ciencia y como tal es un conjunto de datos obtenidos mediante la observación y el razonamiento, sistemáticamente estructurados y de los que se deducen principios y leyes generales. Es el conocimiento sistematizado, elaborado a partir de observaciones y el reconocimiento de patrones regulares, sobre los que se pueden aplicar razonamientos, construir hipótesis y construir esquemas metódicamente organizados.
Podemos afirmar que el método científico es el instrumento más poderoso de la ciencia; simplemente se trata de aplicar la lógica a la realidad y a los hechos que observamos.

El método científico sirve para poner a prueba cualquier supuesto o hipótesis, examinando las mejores evidencias que se cuentan, ya sea a favor o en contra.

La biología en su relación con otras ciencias crea fusiones interesantes entre la biología y la química de donde tenemos ahora la bioquímica, y de la biología y la tecnología tenemos la biotecnología, la cual ha tenido un auge actualmente debido a los alimentos transgénicos, que es un tópico de actualidad en el mundo y que ha generado tanto comentarios a favor como en contra.

LOS SERES VIVOS

Hemos dicho que la biología estudia a los seres vivos. Por tanto, para empezar, la pregunta que debemos contestarnos es ¿Qué es un ser vivo?

Esta pregunta podría parecer simple, después de todo, cualquier persona puede notar que un perro está vivo o que un árbol en particular también lo está. Una roca o un trozo de vidrio, evidentemente, no son seres vivos. A nivel macro el asunto puede parecer muy sencillo. Pero cuando examinamos seres vivos, u “organismos”, a nivel microscópico el tópico se complica un poco.
Existen millones de seres vivos diferentes. Para poder estudiarlos es necesario agruparlos, es decir, clasificarlos. Clasificar es formar clases o grupos de seres que tienen características comunes. Para clasificar los seres vivos, elegimos características comunes que nos permiten agruparlos. Estas características se llaman criterios de clasificación. Un criterio de clasificación es una característica que permite agrupar a un conjunto de seres vivos y diferenciarlo del resto.
Para poder clasificar a los seres vivos primero tendremos que conocer sus características.


CARACTERÍSTICAS DE LOS SERES VIVOS

Los seres vivos son seres complejos,  formados  por una  a más células,  que  realizan tres funciones vitales (nutrición, relación  y  reproducción).  El  significado  de  todos  los  términos  que  aparecen en  esta definición es:

1.   Seres complejos. Todos los seres vivos son muy complejos, debido a que contienen un elevado número de moléculas diferentes para  realizar sus funciones y regular dicho funcionamiento.
2.   Celulares.  Todos los seres vivos están constituidos por células. En unos, todo el organismo  se reduce  a una  sola  célula,  por  ello  se  denominan   seres  unicelulares;  en  otros,  en  cambio,  su  organismo  se compone  de muchas células, por lo que se llaman seres pluricelulares.
3.   Se nutren. La nutrición es la capacidad que tiene el ser vivo de captar  materia  y energía  del medio y utilizarla para  crecer  y  desarrollarse  o para  mantener  su estructura  y  realizar otras  funciones vitales. Para ello en el interior de las células sucede  un conjunto de reacciones  químicas,  lo que  conocemos como metabolismo, cuya finalidad es obtener energía y fabricar estructuras moleculares propias.
4.   Se  relacionan.   La  relación  es  la  capacidad  de  captar   estímulos  del  exterior  y   emitir  respuestas adecuadas a los mismos. Sin esta función, los seres vivos serían incapaces  de sobrevivir en el  medio. Gracias  a la función de relación los seres vivos se adaptan a las  condiciones  ambientales  y han  sido capaces  de evolucionar.
5.   Se reproducen.  La reproducción  es la capacidad de originar nuevos individuos, iguales o diferentes a los  progenitores.   Mediante   la  reproducción   los  seres   vivos  transmiten  sus  características   a   los descendientes  y así las especies  pueden  perpetuarse  en el tiempo.


CONSTITUYENTES QUÍMICOS DE LOS SERES VIVOS

Los seres vivos somos  un producto  de la Tierra y, por tanto,  estamos  constituidos por los mismos elementos químicos del mundo mineral. La diferencia entre una agrupación de moléculas y un ser vivo, con todas  sus  características,   no  está  en  los  componentes,   sino  en  el  grado   de  organización   que  éstos alcancen.
Todos los   seres   vivos  estamos   formados   por   los   mismos   tipos   de   moléculas,   denominadas biomoléculas,  las  cuales  están  formadas  por  la  combinación  de  una  serie  de  elementos  químicos  que reciben el nombre de bioelementos.

BIOELEMENTOS
Los bioelementos  son  los  elementos  químicos  que  componen   los  seres  vivos. Existen unos  70 bioelementos,  que se clasifican en función de su abundancia en:

•    Bioelementos primarios. Aparecen en una proporción  media del 97% y son el carbono  (C), el oxígeno (O), el hidrógeno (H), el nitrógeno (N), el fósforo (P) y el azufre (S). Estos elementos químicos presentan  una serie de propiedades que los hacen tan adecuados para los seres vivos, como son:
-     La capacidad de formar enlaces covalentes entre  sí, compartiendo  pares de electrones.
-     Ser elementos muy ligeros, por lo que las moléculas que originan son bastante  estables.
-     Dado  que  el  oxígeno  y  el  nitrógeno  son  elementos  electronegativos  (atraen  electrones  de  otros), muchas moléculas son polares y solubles en agua,  requisito necesario  para  que sucedan  las reacciones biológicas.

•    Bioelementos secundarios.  Aparecen en menor proporción,  pero resultan indispensables  para  los seres vivos. Son el calcio (Ca), sodio (Na), el potasio (K), el magnesio  (Mg)  y el cloro (Cl).
El  calcio  contribuye a  la dureza  de  las estructuras  esqueléticas  (huesos,  conchas, caparazones)  y  es necesario para  la contracción muscular, la transmisión del impulso nervioso y la coagulación de la sangre.
El sodio, potasio y cloro son elementos  que intervienen en la transmisión del impulso nervioso y en el equilibrio osmótico.
El magnesio forma parte de la clorofila de las plantas.

•    Oligoelementos  o elementos traza. Son bioelementos que aparecen en proporciones  inferiores al 0,1%.
Los principales son el hierro (Fe), el cobre (Cu), el yodo (I), el flúor (F), el cinc (Zn)  y el manganeso (Mn).  A pesar   de  encontrarse   en  cantidades   tan  pequeñas   son  imprescindibles  para   el  funcionamiento  del organismo.


 CARACTERÍSTICAS GENERALES  DE LOS SERES VIVOS   

 BIOMOLÉCULAS
Los bioelementos  no se encuentran  aislados en los seres vivos, sino combinados  entre sí formando biomoléculas. Las biomoléculas son los componentes  fundamentales  de los seres vivos. Existen dos tipos de biomoléculas: inorgánicas y orgánicas.

BIOMOLÉCULAS INORGÁNICAS

Las biomoléculas inorgánicas son el agua  y las sales minerales.

 EL AGUA

El agua  es la molécula más abundante de los seres vivos, pues representa  cerca del 60% al 90% de su peso.
Su abundancia se  debe  a  la  importancia  que  tiene,  ya  que  participa  en  numerosas  funciones esenciales.  Sus principales funciones son las siguientes:
•   Es un magnífico disolvente que permite que, en el interior de la célula, muchas sustancias se encuentren disueltas y puedan  reaccionar  entre sí.
•   Actúa como medio de transporte de sustancias entre las distintas partes del organismo.
•   Evita los bruscos cambios de temperatura, gracias a su gran capacidad de amortiguación térmica.


ESTRUCTURA DEL AGUA  Y LOS PUENTES DEL HIDRÓGENO

Las  propiedades  físico-químicas del   agua  (H2O) se deben a las peculiaridades  de los enlaces  covalentes  entre sus átomos.  El átomo  de oxígeno se une a cada  uno de los átomos de hidrógeno   mediante  un  enlace   covalente,   compartiendo entre sí un par  de electrones.  Los electrones  compartidos  entre ellos están más cerca del oxígeno (los atrae con más fuerza) que del  hidrógeno,  y  por  lo  tanto  el átomo  de  oxígeno  se  carga negativamente  y  los átomos  de hidrógeno  positivamente, resultando una molécula bipolar o polar.
Cuando  las moléculas de agua  se aproximan entre sí, se produce  una  atracción  de cargas  entre el átomo  de hidrógeno de una  molécula  y el oxígeno de otra,  originándose  un enlace denominado puente  de  hidrógeno.  Aunque  estos  enlaces  son muchos más débiles que los covalentes, la suma de todos ellos alcanza una fuerza considerable.


Químicamente el agua es una molécula dipolar, pues los e- de los dos H se desplazan hacia el átomo de O. Esto permite, entre otras cosas, la unión mediante puentes de hidrógeno de millones de moléculas de agua entre sí, resultando que su estado físico sea líquido.

Como su constante dieléctrica es muy alta (~ 80), el agua es uno de los mejores disolventes, lo que hace que las reacciones biológicas se desarrollen perfectamente en su seno, y que actúe con función de transporte molecular. 

Cuando el peso molecular del soluto es pequeño, se forma una disolución verdadera (sales minerales, monosacáridos, a'as), y una de sus propiedades es el fenómeno de la ósmosis, que consiste en el paso del disolvente (agua) a través de una membrana semipermeable que separa dos disoluciones de distinta concentración. Esto ocurre normalmente en las células: si se encuentran en un medio hipertónico, el agua de las células saldrá al exterior y sufrirán plasmólisis. Si las células se encuentran en un medio hipotónico, el agua del exterior penetrará en ellas produciéndose su turgenciae incluso su lisis.



Si la disolución contiene un soluto de elevado peso molecular (proteínas, polisacáridos), entonces se trata de una dispersión coloidal, de gran importancia porque el citoplasma celular es de este tipo (periferia en forma de gel y zona más interior en forma de sol: el citosol), y uno de los fenómenos que tienen lugar es la diálisis, que consiste en la separación a través de una membrana semipermeable (como es la membrana celular) de solutos con alto peso molecular (coloides), de los solutos de bajo peso molecular (cristaloides, propiedad que se utiliza, p.ej., en la filtración renal).




Otra propiedad importante del agua es su elevado coeficiente de capacidad calórica, que hace que pueda absorber mucho calor aumentando poco su temperatura, lo que es fundamental para los organismos donde se están produciendo continuamente reacciones que liberan energía (respiraciones celulares), sin que por ello aumente su temperatura. El agua es imprescindible para la vida; constituye entre un 60 y un 70% de la composición de la materia viva, y normalmente la actividad de los órganos está en relación directa a su contenido en agua.


LAS SALES MINERALES

Las sales  minerales  son  moléculas  inorgánicas  que  pueden  encontrarse  disueltas  en  agua  o  en estado sólido.
En estado  sólido se encuentran  cuando  son insolubles y aparecen precipitadas,  y forman parte  de órganos  esqueléticos (huesos, conchas y caparazones).


Las sales disueltas se encuentran  disociadas  en sus correspondientes iones (cationes y aniones). En este caso intervienen en diferentes funciones:
•   Son  imprescindibles  en  algunos   procesos   fisiológicos,  como   la  contracción   muscular  (Ca2+),  la transmisión del impulso nervioso (Na+  y K+), síntesis de proteínas (Mg2+), etc…
•   Evitan cambios bruscos de pH en el medio intracelular y extracelular.
•   Regulan el equilibrio osmótico. La ósmosis es un fenómeno que se produce cuando  dos disoluciones de diferente  concentración   están  separadas por  una  membrana   semipermeable,   que  permite  el  paso  del disolvente, pero no del soluto. En esta situación, se produce el paso del disolvente de la zona más diluida a la más concentrada hasta que se igualan las concentraciones.



PARA MAYOR DETALLE PUEDES REVISAR EL LINK: http://biologiapuntocom.blogspot.mx/2012/03/bioelementos-y-biomoleculas-inorganicas.html



LAS BIOMOLÉCULAS ORGÁNICAS


Estas moléculas  son  exclusivas  de  los  seres  vivos y  están  compuestas  siempre  por  carbono.   Se agrupan  en cuatro clases diferentes: glúcidos, lípidos, proteínas y ácidos nucleicos.

El átomo de carbono

De  entre  todos   los  bioelementos   primarios,   el  carbono   desempeña  un  papel fundamental,  ya que  es la base  de  la química  de  la vida. Las características  más importantes del carbono  residen en:
-     Presentar cuatro electrones desapareados, que le permiten formar cuatro enlaces covalentes.
-     Poder  formar enlaces  covalentes  simples, dobles y  triples con  otros átomos  de carbono    y    así   originar   cadenas    carbonadas   de   longitud   variables,   que constituyen el esqueleto de las biomoléculas.
-     Combinarse  con otros bioelementos (O, H, N y S) para  formar diferentes grupos
funcionales que  confieren propiedades concretas  a  las biomoléculas  y  originan gran variedad de compuestos orgánicos.

GLÚCIDOS


Los glúcidos constituyen un grupo de biomoléculas conocidas  también como hidratos de carbono,  y están formadas por carbono,  hidrógeno y oxígeno.
Desempeñan funciones energéticas y estructurales. Se clasifican en los siguientes grupos:
•    Monosacáridos. Son los glúcidos más sencillos y están formados por una sola molécula. Tienen sabor dulce y se disuelven en agua.  Los de mayor importancia biológica son los siguientes:
       -    Ribosa y desoxirribosa. Tienen  cinco carbonos  y forman parte  de la estructura de los ácidos  nucleicos
(ARN y ADN).
       -    Glucosa,  fructosa y  galactosa. Tienen seis carbonos  y  desempeñan una  función energética,  pues  se oxidan  para  obtener  energía  utilizable por  las  células.  De  ellas,  destaca   la  glucosa,  ya que  es  la molécula energética más empleada por los seres vivos.

•   Disacáridos.  Están  formados  por  dos  moléculas  de  monosacáridos  unidas  por  un  tipo  de  enlace
covalente,  denominado enlace  O-glucosídico.  Al  igual  que  los monosacáridos, son dulces y  solubles en agua.  Los disacáridos más importantes son:
 -    Sacarosa.  Es el azúcar de caña  o remolacha. Está formada  por la unión de una molécula de glucosa y otra de fructosa.
-    Maltosa. Se encuentra  en la malta (cereal germinado) y está formada por dos moléculas de glucosa.
-    Lactosa. Es el azúcar contenido en la leche. Está formada  por la unión da una molécula de galactosa  y otra de glucosa.

  Polisacáridos. Son los glúcidos más complejos. Están formados por la unión de muchos monosacáridos mediante  enlaces  O-glucosídicos,   formando  macromoléculas.  No  son  dulces  ni solubles  en  agua.   Se diferencian dos grupos atendiendo  a su función:
-    Polisacáridos  de  reserva.  Actúan de  reserva  energética  en  animales  y  plantas,  y  están  formados  por cientos  de  moléculas  de  glucosa  unidas  formando  estructuras  ramificadas.  Son  el  almidón  en  los vegetales y el glucógeno  en los animales.
-    Polisacáridos estructurales. Poseen una estructura lineal, y son la celulosa y la quitina. La celulosa es un polisacárido   de  glucosa  y  es  componente   de  la  pared  de  las  células  vegetales.  La quitina  es  el componente  principal del exoesqueleto de los artrópodos  y las paredes  celulares de los hongos.

LÍPIDOS


Los lípidos constituyen un grupo  muy variado  de  moléculas,  cuya característica  en  común  es ser insolubles en  agua  y  solubles  en  disolventes orgánicos,  como  el éter,  cloroformo  o  el benceno.   Están formados por C, H y O, aunque  algunos lípidos contienen N y P.
Se clasifican atendiendo  a que  sus moléculas  sean  hidrolizables o no, es decir, que puedan  o no romperse con ayuda de moléculas de agua.  Los principales grupos de lípidos son:
•   Lípidos hidrolizables o saponificables: grasas,  ceras y fosfolípidos.
•   Lípidos no hidrolizables o insaponificables: terpenos y esteroides.

Lípidos hidrolizables o saponificables

Tienen como principal componente  los ácidos grasos y son capaces  de formar jabones.
Los ácidos grasos están formados por una cadena de número par de carbonos,  que tiene un grupo ácido en uno se sus extremos. Se clasifican, según posean  o no dobles enlaces, en los siguientes tipos:
-    Ácidos grasos saturados:  los átomos  de C están unidos por enlaces  sencillos. Los más importantes son el ácido esteárico y palmítico.
-    Ácidos grasos  monoinsaturados:  presentan  un  doble  enlace.  El  más  importante  es  el  ácido  oleico
(omega 9), presente en el aceite de oliva.
-    Ácidos grasos  poliinsaturados:  presentan  dos o más dobles enlaces.  Los más importantes son el ácido linoleico  (omega  6), presente  en el aceite  de  girasol y  linolénico  (omega  3), que  se encuentre  en el aceite de pescado.

1.   Grasas  o triglicéridos: se forman por la unión de tres ácidos grasos con una molécula de glicerina.
Los triglicéridos que contienen  ácidos grasos insaturados  son líquidos a temperatura  ambiente  y se denominan  aceites,  como  el aceite  de olive, girasol, y  los aceites  de pescado. Los que  contienen  ácidos grasos  saturados  son sólidos a  temperatura  ambiente  y  se conocen  como  grasas,  como  la manteca,  el tocino o la mantequilla.
Las grasas  tienen función de reserva energética  a largo  plazo,  ya que un gramo  de grasa  genera más del doble de energía (9 Kcal/g) que un gramo de glúcido (4 Kcal/g). Tal es el caso, por ejemplo, de la capa  de  grasa  situada  debajo  de  la  piel de  los  mamíferos  o  de  la  grasa  acumulada en  las  semillas vegetales.
Las grasas  también  desempeñan  funciones  de  aislamiento  térmico  y  de  protección  de  ciertos órganos,  como los riñones, que están rodeados  de una masa de tejido graso que los protege.

2.   Ceras:  son  lípidos que  crean  cubiertas  protectoras  e  impermeabilizan  diferentes  superficies.  En los animales se encuentran  en la piel, el pelo y las plumas, y en las plantas se hallan recubriendo  hojas y frutos.

3.   Fosfolípidos: son moléculas que contienen grupos fosfato. Se caracterizan porque presentan  un extremo soluble  en  agua   (zona  polar)  y  el  resto  de  la  molécula  es  insoluble  en  agua   (zona  apolar).  Esta característica   les  permite  formar  películas  delgadas   en  una   superficie  acuosa.   Son  uno  de  los principales componentes  de las membranas  celulares.

Lípidos no hidrolizables


No contienen ácidos grasos en su composición y no forman jabones.

4.   Terpenos: forman pigmentos  (carotenos  y xantofilas) y sustancias  olorosas  en los vegetales,  así como vitaminas (A, E y K).

5.   Esteroides:  forman  un  grupo  muy variado,  que  agrupa   a  las  hormonas  sexuales,  el  colesterol,  la vitamina D y los ácidos biliares.

PROTEÍNAS


Las proteínas son las moléculas orgánicas  más abundantes en los seres vivos. Contienen C, H, O y
N y muchas de ellas S.
Todas las proteínas  son macromoléculas, formadas  por la unión de unas  moléculas más sencillas denominadas aminoácidos,   mediante  enlaces  covalentes  llamados  enlaces  peptídicos.  En la  naturaleza
existen 20  aminoácidos   diferentes.  El  orden  en el  que  se  unen  los  aminoácidos   origina  infinidad  de
proteínas distintas, que son diferentes en las diversas especies.
Según lo anterior, una característica importante de las proteínas es su especificidad, es decir, cada especie, y  cada  individuo posee  algunas proteínas  que  otros  organismos  no  tienen  y  que  marcan,  por tanto, su identidad biológica.
Las proteínas desempeñan funciones muy variadas, entre las que destacan  las siguientes:
▪    Estructural: son componentes  estructurales de las membranas  y orgánulos  celulares.  El colágeno  es la proteínas de los huesos y cartílagos y la queratina  proporciona  dureza a la piel, pelo, uñas, etc,…
▪    De transporte:  actúan  como  vehículo de algunas  moléculas,  como  la hemoglobina,  que transporta  el
oxígeno en la sangre.
▪    Hormonal: en el ser humano,  por ejemplo, la insulina que controla el metabolismo de los glúcidos.
▪    Enzimática: las proteínas que aceleran  las reacciones metabólicas del organismo son las enzimas.
▪    Inmunológica: ciertas proteínas, como los anticuerpos,  tienen acción defensiva.
▪    Contráctil: la actina y la miosina son las responsables  de la contracción muscular.


ÁCIDOS NUCLEICOS


Los ácidos nucleicos son los responsables  de las características de cada  especie y de cada  uno de los individuos que las componen.  Están compuestos por C, H, O, N y P.
Los ácidos  nucleicos,  al igual  que  las proteínas,  son  macromoléculas  formadas  por  la unión  de
unas moléculas más sencillas llamadas nucleótidos.
Los nucleótidos constan  de una  pentosa  (ribosa o desoxirribosa), unida  a un fosfato y a una base nitrogenada distinta. Las bases nitrogenadas  son: adenina  (A), guanina (G), timina (T), citosina (C) y uracilo (U).
Los nucleótidos  se unen  entre sí mediante  enlaces  covalentes,  denominados enlaces  fosfodiéster, formando  largas  cadenas de  polinucleótidos.  Cada   cadena  de  polinucleótidos  se  caracteriza   por  la
secuencia  de  sus bases  nitrogenadas, y  cada  una  de  ellas  posee  dos  extremos distintos (extremo 3´ y extremo 5´).

Según su constitución química, existen dos tipos de ácidos nucleicos: el ADN y el ARN.

•   El   ADN  o  ácido  desoxirribonucleico,  está   compuesto   de   fosfato,   desoxirribosa,   y   como  bases nitrogenadas  puede  llevar A, G, C y T. Se encuentra  en el núcleo de las células formando  parte de los cromosomas  y los genes y en algunos orgánulos como las mitocondrias y los cloroplastos.

  El  ARN o  ácido   ribonucleico,  está  compuesto   de  fosfato,  ribosa,   y   A,  G,  C  y   U  como  bases nitrogenadas. Se forma por un proceso de copia del ADN.

En 1953, Watson  y  Crick, propusieron  el modelo  de  la  doble  hélice del  ADN para  explicar su estructura, lo que constituyó un hito en la historia de la Biología. Según ellos, cada  molécula de ADN está formada  por dos cadenas de nucleótidos unidas mediante  puentes  de hidrógeno,  enrolladas  una sobre la otra  formando  una  doble  hélice,  donde  las bases  forman  los peldaños  de  la hélice.  Estas dos cadenas presentan  dos características importantes:

•   Son antiparalelas, tienen la misma dirección y sentidos opuestos.  Una cadena tiene sentido 5´→ 3´y la otra se dispone en sentido 3´← 5´.
•   Son complementarias, la A de una cadena se empareja  con la T de la otra y la G sólo con la C. Esto
implica  que  la  secuencia  de  nucleótidos  de  una  cadena determina  el  orden  de  los  de  la  cadena opuesta.

Funciones de los ácidos nucleicos y la expresión de la información genética

Los ácidos  nucleicos  son los responsables  de todas  las funciones básicas  de los seres vivos, pues contienen  las instrucciones necesarias  para  realizar los procesos  vitales, así como  para  el desarrollo  y  el mantenimiento del organismo.
El ADN es el portador  de la información genética.  Esta información está  codificada  en forma de secuencias  de bases nitrogenadas, de manera  que si cambia  la secuencia  de bases la información también cambia.

La célula  utiliza la  información  contenida   en  el  ADN para   fabricar  sus  propias  proteínas,  en particular  las  enzimas,  responsables, del  funcionamiento  celular.  Para  ello,  a  partir del  ADN, la  célula fabrica copias  de esta  molécula,  pero  en forma de ARN. Será el ARN el  que  se encargue  de traducir la información genética del ADN a una secuencia de aminoácidos  de una proteína.
Para ello, existen tres tipos de ARN, con diferente estructura y función:
-    ARN  mensajero  (ARNm): lleva la información genética  desde  el ADN hasta  los ribosomas,  donde  se fabrican las proteínas.
-    ARN ribosómico (ARNr): forma parte de los ribosomas.
-    ARN transferente (ARNt): transporta los aminoácidos  hasta los ribosomas para  que se pueda  producir la síntesis.


LA CÉLULA: LA UNIDAD  ESTRUCTURAL DE LOS SERES VIVOS


Pese a lo complejas que son, las biomoléculas no son la unidad fundamental de la vida, ya que por sí solas no son capaces  de llevar a cabo las actividades vitales (nutrición, relación y reproducción). Por ello, las biomoléculas  se organizan  de una  forma precisa para  formar una  estructura capaz  de realizar dichas funciones, la célula.
La célula es la unidad estructural y funcional básica de la vida, pues es la parte más pequeña de un organismo   que   presenta   características   propias   de  los  seres  vivos,  es  decir,  es  capaz   de nutrirse, relacionarse  y reproducirse. Todos los seres vivos están formados por células.
La consideración  de la célula como la unidad básica  de los seres vivos, constituye la teoría celular, que es, junto con la teoría de la evolución, una de las pocas generalizaciones  que existen en biología.
La teoría celular se resume en los siguientes puntos:
1.   La célula es la unidad estructural y funcional de todos los seres vivos.
2.   La actividad de un organismo es el resultado de la actividad de las células que lo componen.
3.   Las células surgen por división de células preexistentes.


CARACTERÍSTICAS GENERALES DE LAS CÉLULAS


A  pesar  de  la  gran  variedad   de  células  que  existen,  todas estructurales y funcionales comunes:
ellas  poseen   unas  características
■  Presentan una membrana  que las separa  del medio externo y constituye su límite, a través de la cual se realiza el intercambio de sustancias y de información con el exterior.
■  El interior celular o citoplasma está formado por una disolución coloidal de biomoléculas.
■  En el citoplasma y en el núcleo de llevan a cabo las reacciones  bioquímicas características de la vida.
■  Las   células   más   evolucionadas    (eucariotas)    presentan,    en   el   interior   del   citoplasma,    unos compartimentos (orgánulos celulares) que realizan funciones concretas.
■  Todas las células poseen  ácidos nucleicos (ADN  y ARN) que contienen el material genético, es decir, la información necesaria  para  regular, coordinar y llevar a cabo toda la actividad celular.

La forma de la célula guarda  relación con la función específica que  desempeña, de manera  que presentan  una gran variedad de formas: esféricas, poliédricas, prismáticas, alargadas, estrelladas,  etc…
El tamaño  es, así mismo, muy variable, aunque  la mayoría de las células mide entre 0,5μm  y 20
μm. Por tanto únicamente son visibles al microscopio.

  TIPOS DE CÉLULAS

Según su complejidad estructural, se diferencian dos tipos de células: procariotas y eucariotas.  Estos términos, hacen referencia a la existencia o no de núcleo en el interior del citoplasma celular.
Las células  procariotas  son menos  evolucionadas  y  fueron las primeras  células  que  habitaron  la
Tierra. La célula procariota  posee las siguientes características:
•   Su tamaño  es mucho menor que el de las células vegetales y animales, oscila entre 0,3 μm y 3 μm.
•   Tiene una  pared  celular  que  rodea  a  la  célula  y  le da  la  forma,  cuyos componentes  químicos  son exclusivos.
•   El material genético  es una  doble  cadena de ADN que  no está rodeada por una  membrana nuclear, sino que se encuentra  dispersa en el citoplasma.
•   Los únicos orgánulos que posee son los ribosomas y carece de orgánulos membranosos.
Las bacterias,  pertenecientes  al reino  Moneras,  son  los únicos organismos  formados  por  células procariotas.

La  célula eucariota,   es  más   evolucionada,   y   surgió  por   endosimbiosis  a   partir de   células procariotas.  Sus principales características son:
•   Su tamaño  es mucho mayor, oscilando entre 5 μm y 20 μm.
•   No poseen  pared  celular, excepto las células vegetales cuya pared  es de diferente composición que la de las procariotas.
•   El citoplasma  contiene multitud de orgánulos  celulares,  muchos de ellos rodeados  de membrana, que realizan funciones concretas.
•   El ADN está protegido en el interior del núcleo por una doble membrana, la membrana  nuclear, que lo separa  del citoplasma. La existencia de un núcleo le otorga mayor estabilidad al ADN.

Todos los demás  seres  vivos, algas,  protozoos,  hongos,  plantas  y  animales,  están  formados  por células eucariotas.
Así pues,  aunque  la organización  básica  de todas  las células eucariotas  es semejante,  se pueden
distinguir dos  grandes   tipos,  células  animales  y  vegetales,  cuyos  componentes   se  visualizan en  estos esquemas  comparativos.


UNIDAD 2.  PROCESOS CELULARES

ESTRUCTURA DE LA CÉLULA  EUCARIOTA: COMPONENTES y FUNCIONES
 FUNCIONES BÁSICAS DE LOS SERES VIVOS

Como  hemos  visto, la  célula,  la unidad  básica  de la vida, realiza por sí misma las tres funciones que caracterizan a todos los seres vivos: nutrición, relación y reproducción.
Así pues,  según  lo  establecido  por  la  teoría  celular,  la  actividad  vital de  un  organismo  puede deducirse a partir de las funciones de sus células.

FUNCIÓN DE NUTRICIÓN

La célula  intercambia  continuamente   materia  y  energía  con  el  medio  externo  a  través  de  la membrana  celular. Si dicho intercambio cesara,  la célula no podría mantenerse  estable y moriría.
Las sustancias que toma la célula del medio, denominadas nutrientes, son utilizadas para  obtener la energía  para  llevar a cabo  todas  sus funciones vitales, así como  para  conservar y renovar las estructuras celulares.
En definitiva, los  nutrientes  proporcionan   a  la  célula  los  elementos  con  los  que  mantener  la organización de su estructura, tanto a nivel fisiológico como energético.

Tipos de nutrición

La forma en que los seres vivos obtienen las moléculas necesarias  para  llevar a cabo  su actividad celular permite distinguir dos tipos de nutrición: autótrofa y heterótrofa.
•   Los organismos  autótrofos  (autos=por sí mismo  y  trophos=alimento)  toman  del  exterior moléculas inorgánicas  sencillas (agua,  dióxido de carbono  y sales) con las que fabrican las moléculas orgánicas  que necesitan (glúcidos, lípidos, proteínas y ácidos nucleicos).
Para  poder  fabricar  la  materia  orgánica  necesitan  de  un  aporte  de  energía,  que,  generalmente procede  de la luz solar (organismos FOTOSINTÉTICOS), aunque  algunos organismos utilizan la energía de ciertas reacciones  químicas (organismos QUIMIOSINTÉTICOS).
La nutrición autótrofa es propia de las algas, plantas y algunas  bacterias.
•   Los organismos heterótrofos (hetero=otro y trophos=alimento) son incapaces  de fabricar las moléculas orgánicas  y  deben  obtenerlas  de  otros  organismos,  ya fabricadas.  Dependen,  por  tanto,  de  la  materia orgánica  fabricada  por los seres autótrofos.
Todos los animales, hongos, protozoos y la mayoría de las bacterias son heterótrofos.

Metabolismo

Una vez dentro de las células, los nutrientes sufren una serie de reacciones  químicas complejas, que en  conjunto  reciben  el  nombre  de  metabolismo.   Las reacciones  metabólicas  fundamentales  son  muy semejantes en todos los seres vivos. Estas reacciones pueden ser de dos tipos:
•        Catabolismo.   Son  reacciones  de  oxidación  que  transforman  moléculas  complejas  en  otras  más pequeñas  y sencillas. En este tipo de reacciones  se desprende  energía,  que es utilizada para  la síntesis de nuevas moléculas, la división celular, el trabajo mecánico y el propio funcionamiento de la célula.
La transformación del almidón en glucosa, las grasas en glicerina y ácidos grasos y las proteínas en aminoácidos, así como las reacciones  de oxidación de los nutrientes en la respiración celular son ejemplos de reacciones  catabólicas.
•        Anabolismo o biosíntesis. Son reacciones  de construcción de moléculas grandes  y ricas en energía
a partir de otras más simples. Este tipo de reacciones  requieren un aporte de energía.
La unión de aminoácidos  para  formar proteínas,  de moléculas de glucosa para  formar glucógeno  y la fotosíntesis son ejemplos de reacciones  anabólicas.
La energía necesaria  para  llevar a cabo  las reacciones  anabólicas  se obtiene de la que se libera en
las reacciones  catabólicas,  y se incorpora  a los enlaces  químicos de las moléculas formadas.  Así pues,  el anabolismo   y   el  catabolismo   son  interdependientes.   Sin  embargo,  para   que   la  energía   se  pueda intercambiar entre unas reacciones  y otras, es necesaria  la intervención de un intermediario que la capte de las reacciones  catabólicas y  la ceda,  en  las reacciones  anabólicas. Este intermediario  es una  molécula, presente en todas las células, denominada adenosín  trifosfato (ATP).

El ATP es un nucleótido que posee  enlaces de alta energía;  cuando  uno de estos se rompe,  la molécula  se  transforma  en  ADP (adenosín difosfato), y se libera un grupo  fosfato y una  gran cantidad de energía.
Así pues,   la  energía   desprendida   en  los procesos  catabólicos  se usa para  formar ATP,  y la energía necesaria  para  llevar a acabo  los procesos anabólicos  procede  de la ruptura de las moléculas de ATP.

Catabolismo

El  catabolismo,   como  hemos  visto, es  el conjunto de reacciones  metabólicas  cuya finalidad es obtener  energía  de  la  rotura  de  las moléculas orgánicas,  como la glucosa, las grasas,  etc,…
Existen dos  formas  de  obtener  energía:  la respiración celular y la fermentación.

Respiración celular

La  respiración   celular  es  un  proceso   catabólico,  que   básicamente   consiste  en  la  oxidación moléculas  orgánicas  a  lo largo  de  una  serie de  etapas.  La respiración  puede  ser aerobia  o anaerobia, según sea necesaria  la participación del oxígeno.
En  la  respiración   aerobia   se  oxidan  completamente   las  moléculas   orgánicas   y   se  obtienen compuestos   inorgánicos  (dióxido de  carbono   y  agua).   Sucede  en  el  interior  de  las  mitocondrias.  Su rendimiento energético es alto, por ejemplo, la oxidación total de la glucosa genera  36 moléculas de ATP. De forma esquemática  este proceso sería el siguiente:

Glucosa + 6 O2   →  6 CO2 + 6 H2O + 36 ATP

La respiración  aerobia  la realizan todos  los seres aerobios,  como  los animales,  plantas,  hongos, protoctistas y la mayoría de las bacterias.

Fermentación

La fermentación también es un proceso de oxidación de moléculas orgánicas,  pero en este caso no se oxidan completamente  y como resultado,  se originan como productos finales compuestos  orgánicos.  Su rendimiento  energético  es menor  y  se produce  en el citoplasma  de  las células  y  se trata  de  un proceso anaerobio.
Según la naturaleza de los productos finales obtenidos, se distinguen varios tipos de fermentación:
•   Fermentación  láctica:  propia  de  las bacterias  de  la leche,  que  originan  ácido  láctico al fermentar  la glucosa.
•   Fermentación  alcohólica:  característica  de las levaduras,  que  originan  etanol  (alcohol etílico) cuando fermentan la glucosa.

Anabolismo

Para que la vida pueda  mantenerse,  es imprescindible la formación de nuevas moléculas orgánicas que reemplacen  a las que se van perdiendo.
Todas las células sintetizan moléculas  orgánicas  complejas  a partir de otras más sencillas, en esto consiste básicamente  el anabolismo.
Se pueden diferenciar dos procesos anabólicos:
−    Uno el que  realizan todos  los seres vivos, que  fabrican  compuestos  orgánicos  complejos  a  partir de otras moléculas orgánicas  más sencillas.
−    Otro  el  que  realizan,  además, los  organismos  autótrofos,  como  las  plantas,  que  fabrican  materia orgánica  a partir de compuestos inorgánicos, mediante la fotosíntesis.

La fotosíntesis

La fotosíntesis es un proceso anabólico, que consiste en la transformación de materia inorgánica  en orgánica,  utilizando la energía  luminosa que queda  transformada  en energía  química almacenada en los enlaces de las moléculas orgánicas  obtenidas.
La energía  de la luz es captada por la clorofila y  otros pigmentos  fotosintéticos, presentes  en los cloroplastos. Los pigmentos fotosintéticos se localizan en la membrana de los tilacoides de los cloroplastos, en unas estructuras denominadas fotosistemas, que actúan  como órganos  captadores  de luz.
La ecuación  global de la fotosíntesis es la siguiente:
luz
CO2 + H2O + sales minerales                                      Materia orgánica  + O2

Para una molécula de glucosa (C6H12O6) la ecuación  sería luz
6 CO2 + 6 H2O + sales minerales                                      C6H12O6 + O2
La fotosíntesis transcurre en dos fases: luminosa y oscura. Fase luminosa

Esta fase  requiere  la  presencia  de  luz, y  se  realiza  en  los tilacoides  de  los cloroplastos,  ya que intervienen los pigmentos  fotosintéticos. Básicamente  la energía  luminosa  captada por  los pigmentos  se transforma en energía química, mediante la síntesis de dos moléculas muy energéticas:  NADPH2 y ATP.
La clorofila absorbe  energía de la luz, la cual se utiliza en los cloroplastos para  romper moléculas
de agua  (fotólisis del agua),  que al descomponerse originan protones, electrones y oxígeno:

H2O  → 2H+ 2 e-+ ½ O2

El oxígeno se libera a  la atmósfera  como  subproducto  de la fotosíntesis. Los electrones  (e-), a  lo largo  de una cadena de moléculas transportadoras, llegan hasta el NADP, que también capta  los protones
(H+) y se transforma en NADPH2 (fotorreducción). Durante el transporte  de los electrones a lo largo de la cadena de moléculas transportadoras, se libera mucha energía, que es utilizada para  fabricar ATP a partir de ADP + P (fotofosforilación). El NADPH2  y el ATP serán usados en la fase oscura.

Fase oscura

Esta fase no  requiere la presencia de  luz,  y se  realiza  en  el estroma  del cloroplasto,  de  forma simultánea  a  la fase  luminosa. Consiste  en  la transformación  del CO2  y  las sales  minerales  en  materia orgánica,  utilizando el ATP y NADPH2 obtenidos en la fase luminosa.
Durante  la  fase  oscura  cada  molécula  de  CO2,  procedente  de  la  atmósfera,  es  fijado por  una
pentosa   (ribulosa  1,5,   difosfato),  dando   origen  a  un  compuesto   de  6  carbonos.   Dicho  compuesto,mediante   una   serie  de  reacciones   que   consumen   ATP y   NADPH2, se  descompone   en  dos  triosas (gliceraldehído 3  fosfato).  Así pues,  por  cada  molécula  de  CO2  fijada  se  originarán  dos  moléculas  de gliceraldehído,  de modo que al fijarse varias moléculas de CO2 se obtendrán  varias de gliceraldehído,  que pueden  seguir dos rutas diferentes:
> Una que conduce  a la regeneración de la pentosa  consumida  al fijar el CO2,  para  que el proceso pueda  continuar. Esta vía constituye un conjunto cíclico de reacciones,  denominado ciclo de Calvin.
> Otra  que  conduce  al objetivo de la fotosíntesis y es la obtención  de diversas moléculas  orgánicas: monosacáridos (especialmente  glucosa),  glicerina,  ácidos  grasos  y, utilizando el nitrógeno  de  las sales minerales, aminoácidos.


FUNCIÓN DE RELACIÓN

Los  seres  vivos,  no  solo  intercambian   materia   y   energía   con   su  entorno,   también   pueden relacionarse  con  él y  adaptarse a  las condiciones  ambientales.  Si no  fuera  así,  no  podrían  mantenerse estables y morirían.
La función de relación implica tres etapas:

Captación de estímulos → Procesado de la información → Elaboración de respuestas

Las células pueden  elaborar  diferentes respuestas a los estímulos del medio:
•   Movimientos. Los movimientos celulares pueden  ser:
−    Ameboide: mediante  prolongaciones del citoplasma,  la célula se desplaza  y  captura  alimento,  como sucede en las amebas  y glóbulos blancos.
−    Contráctil:  como  las  células  musculares  que  se  contraen   en  una  dirección  fija  gracias   a  fibras contráctiles.
−    Vibrátil: es el movimiento de las células que  presentan  cilios y  flagelos, como  los  espermatozoides  o protozoos.
•   Tactismos.  Los tactismos  son  movimientos  sin  desplazamiento   frente  a  los  estímulos.  Pueden  ser
positivos, cuando  se dirigen al estímulo, o negativos, cuando  se alejan. Los estudiaremos  en las plantas.
•   Enquistamiento.  Si las  condiciones  del  medio  son  muy adversas,  algunas  células  forman  cubiertas resistentes y pasan  a un estado de vida latente hasta que las condiciones sean favorables.

FUNCIÓN DE REPRODUCCIÓN

Todos los seres vivos se reproducen,  es decir, son capaces  de formar nuevos individuos semejantes

La  reproducción   es  indispensable   para   mantener   la  vida,  pues  las  estructuras  biológicas   se
deterioran con el tiempo y todos los organismos tienen un período de vida limitado. La aparición de nuevos seres,  iguales  o  muy semejantes  a  sus  progenitores,  garantiza  la  perpetuación   de  la  vida  aunque   los individuos concretos vayan desapareciendo.
En resumen,  la  reproducción  es  el mecanismo  por  el que  la  vida se  renueva  y  se  opone  a  su
desaparición  con el tiempo.
No   solamente   se  reproducen   los  organismos;   también   lo  hacen   las  células   de   que   están compuestos.

Reproducción celular

Todas las células proceden,  por reproducción,  de otras células; en consecuencia, la multiplicación celular es un proceso  que  tiene lugar  en todos  los seres vivos, ya sean  unicelulares  o pluricelulares.  La reproducción  de  las  células  incluye la  división del  núcleo  o  MITOSIS,  y  la  división del  citoplasma  o CITOCINESIS.

LA MITOSIS

La mitosis comienza al final de la interfase del ciclo celular. Consiste en la división del núcleo, en el que se separan  dos copias de ADN (producidas durante la interfase), para  formar otros dos núcleos con la misma información genética.  La razón y significado de este proceso  es garantizar  que las dos células hijas reciban  una  copia  íntegra  del  ADN materno   y,  por  tanto,  posean   el  mismo  número  y  los  mismos cromosomas  que poseía la célula madre.
En la  mitosis se  distinguen  cuatro  fases:  profase,  metafase,   anafase   y  telofase.

División del citoplasma: citocinesis

Una vez concluida la división del núcleo, tiene lugar la división del citoplasma.
•   En las  células  animales,  a  la  altura  del  plano  ecuatorial  del  huso  acromático,  bajo  la  membrana plasmática  se forma un anillo de filamentos contráctiles que se van estrechando  hasta  separar  las dos células hijas.
•   En las  células  vegetales  se  forma  un  tabique  de  separación   entre  las  células  hijas,  denominado
fragmoplasto,  a partir de vesículas del  aparato de Golgi.  A partir de dicho tabique,  cada  célula hija fabrica su propia pared celular añadiendo capas  de celulosa.

Mitosis  y número de cromosomas

El  número  de  cromosomas  es constante  y  característico  en  todas  las células  somáticas  de  cada especie.
En las especies,  denominadas diploides (2n), cada  cromosoma  tiene un homólogo,  es  decir,  la dotación  está constituida por dos series de n cromosomas (2n cromosomas).  Por ejemplo, los cromosomas humanos  forman 23  parejas,  formadas  por dos cromosomas  homólogos  cada  una,  que son similares en tamaño,  forma y otras características observables al microscopio.
En las  especies  haploides  (n), la  dotación  cromosómica  está  constituida  por  una  sola  serie  de cromosomas,  es decir, por n cromosomas.  En la especie  humana  existen células haploides,  los gametos (óvulos y espermatozoides),  que contiene cada  uno 23 cromosomas  distintos, y por tanto no tienen parejas de cromosomas  homólogos.
Mediante la mitosis, cada  célula hija recibe una  cromátida  de cada  cromosoma.  En realidad,  las dos cromátidas  hermanas  de un cromosoma  son copias exactamente  iguales que la célula materna  había hecho  de  su cromosoma  original.  De este  modo,  las  dos  células  hijas reciben  el mismo número  y  los mismos  cromosomas   que   poseía   la  célula  materna   y,  por  tanto,   se  garantiza   que   el  número   de cromosomas  se mantenga  constante de generación  en generación.

LA DIVISIÓN  CELULAR POR MEIOSIS

En la reproducción  sexual, la fusión de los gametos  da  lugar a un cigoto con el doble  de cromosomas  que  cualquiera  de los gametos.  Si el individuo desarrollado  a  partir de  este produjera  gametos  también  con  el doble de cromosomas,  sus descendientes presentarían el cuádruple de cromosomas,  y así sucesivamente.
Para  evitar que  el  número  de  cromosomas   se  duplique  en  cada generación  es necesario  que,  en algún momento  del ciclo biológico de las especies  que  se  reproducen  sexualmente,  el  número  de  cromosomas   se reduzca a la mitad. La reducción del número de cromosomas  tiene lugar en un proceso especial de división celular denominado MEIOSIS.

La meiosis
En  la  meiosis  se  producen   dos  divisiones  consecutivas, denominadas,  respectivamente  primera  y  segunda   división  meiótica,  sin periodo de interfase entre ellas. El resultado son cuatro células haploides por cada  célula materna diploide. En ambas  divisiones meióticas se suceden las mismas fases: profase, metafase,  anafase  y telofase.

•   Primera división meiótica. La diferencia fundamental  entre mitosis y meiosis sucede  en la profase de la primera  división meiótica  (profase  I).  En esta  fase,  de  larga  duración,  los cromosomas  homólogos  se
emparejan   e    intercambian    material    hereditario    mediante
un    proceso    de    entrecruzamiento    o
sobrecruzamiento.  Posteriormente,   durante   la  metafase   I,  los  cromosomas   emigran   hacia   el  plano ecuatorial  del huso,  formándose  un grupo  de  pares  de  cromosomas  homólogos.  En la siguiente etapa, anafase  I,  se separan  los cromosomas  homólogos,  dirigiéndose un cromosoma  de cada  pareja  hacia  un polo de la célula. Al final, en la telofase I, se forman los núcleos de las células hijas, recibiendo cada  una de ellas un solo juego completo de cromosomas  homólogos  con dos cromátidas cada  uno.

•   Segunda  división meiótica. En esta segunda  división se separan  las cromátidas  de cada  cromosoma,
de manera  que los cromosomas  se alinean en el plano ecuatorial (metafase II) y   posteriormente se separan las  cromátidas  hermanas   de  cada   cromosoma   (anafase  II).  En  cada   célula  se  originarán  dos  núcleos distintos (telofase II).
Al  final de  la meiosis se habrán  originado  cuatro  células  haploides,  reduciéndose  a  la mitad  el número de cromosomas.  Debido al entrecruzamiento,  cada  cromosoma  tendrá información procedente  de ambos  progenitores,  por lo que  los núcleos  formados  por meiosis contienen  una  nueva  combinación  de genes, diferente en cada  uno de ellos.