Caracteristicas Fisico Quimicas De La Vida.pdf l4z6h

Universidad Rural de Guatemala Fundamentos de Ciencias Naturales y Medio Amiente I Catedrático: Dr. Jorge Ortiz

Características físico-químicas de la vida Toda la materia del planeta está formada por los mismos átomos y elementos. Las moléculas de los seres vivos se rigen por las mismas leyes físicas y químicas que las de la materia inherente. Entonces ¿qué es lo que diferencia a un ser vivo de un objeto o sin vida? Parece ser que la evolución química que llevó a la formación de biomoleculas y la evolución orgánica que dio origen a las células marcaron esa diferencia, la cual se manifiesta en la complejidad y regulación de los procesos que ocurren en las células y no en los objetos inertes. Niveles de organización de la materia. Para comprender los procesos biológicos debemos conocer el origen de la materia que forma los seres vivos. El estudio de la naturaleza, composición y cambios que sufre la materia corresponde a la Química que define a la materia como todo lo que tiene masa y ocupa un lugar en el espacio, se presenta en tres estados: solido, líquido y gaseoso, según la intensidad de las fuerzas que mantienen unidas sus partículas y la temperatura a la que están expuestas. En el mundo vivo se reconocen diversos grados de complejidad de la materia, los cuales se interrelacionan entre sí, conformando una estructura jerárquica conocidos como niveles de organización de la materia. 1. Átomo. Es la parte más pequeña de un elemento que conserva sus propiedades. Está constituido por las partículas subatómicas. 2. Molécula. Es la unión de dos o más átomos; algunas moléculas son sencillas como el H2O o el CO2 y otras son complejas como las proteínas, los carbohidratos y los ácidos nucleicos. 3. Célula. Primer nivel vivo que se forma de organelos construidos principalmente por biomoleculas. 4. Tejido. Conjunto de células especializadas que realizan alguna función determinada. 5. Órgano. Conformado por la unión de varios tejidos. 6. Sistema. Se denomina a los órganos que conforman un conjunto y realizan una función en el cuerpo. 7. Individuo. Los aparatos y sistemas forman un conjunto organizado que tiene vida propia.

8. Población. Conjunto de individuos de la misma especie que habita una región determinada. 9. Comunidad. Está conformada por las diversas poblaciones que cohabitan un área y se relacionan ente sí. 10. Ecosistema. Formado por comunidades en un ambiente. Átomos, moléculas y elementos compuestos. La unidad básica de la materia es el átomo. Aunque el termino átomo significa indivisible, ahora sabemos que están constituidos por unidades más pequeñas. El átomo es la partícula más pequeña capaz de intervenir en una reacción química. El átomo está formado por partículas más pequeñas llamadas subatómicas, como los protones, neutrones y electrones. Recientemente se reconocen también a los quarks y a los leptones. El átomo está integrado por un núcleo central y una nube o envoltura electrónica. El núcleo está compuesto por protones y neutrones, la envoltura es una nube de electrones.

Partícula

Carga

Símbolo

Protón Neutrón Electrón

+ +-

P+ n+e-

Localización en el átomo Núcleo Núcleo Girando alrededor del núcleo

Una molécula se forma por la unión de dos o más átomos. Las moléculas pueden ser diatómicas (hidrogeno), triatómicas (ozono) o compuestos (agua)

Clases de moléculas según el número de átomos. Toda la materia viva y la inerte están formadas por elementos químicos. Un elemento químico es una sustancia compuesta por átomos iguales que no se descomponen en otra más simple por métodos químicos. La madera el vidrio, el hule, la sal son ejemplos Cada elemento se distingue por el número de protones que contiene en el núcleo. La cantidad de protones y neutrones da el número atómico y confieren estabilidad al átomo. Existen átomos de un mismo elemento con igual número atómico pero diferente número de neutrones los que reciben el nombre de isotopos. En la actualidad se conocen 91 elementos naturales y 27 elaborados por el hombre mediante reacciones nucleares. De los elementos naturales solo 25 son esenciales para los seres vivos y de estos los más abundantes son: el carbono, hidrogeno, oxigeno, nitrógeno, fosforo y azufre. Los compuestos están formados por la unión química de dos o más elementos. Cada compuesto tiene características propias diferentes de las que poseen los elementos que lo conforman. Los compuestos se clasifican en orgánicos e inorgánicos. Los os orgánicos están formados por cadenas largas en las que el carbono es el componente principal, entre estos os están: los carbohidratos, los lípidos, las proteínas y los ácidos nucleicos. Los compuestos inorgánicos no tienen carbono como componente principal, entre estos compuestos están el agua , del dióxido de carbono, cloruro de sodio. Mezclas y Coloides. Así como los elementos se unen para formar compuestos, estos interactúan entre sí y constituyen mezclas. Las mezclas son sustancias que al unirse no pierden sus propiedades individuales ni hay desprendimiento o absorción de energía. Además, a diferencia de los compuestos, sus componentes se pueden separar por medios físicos y mecánicos. Con base en su estado físico, las mezclas pueden ser sólidas, líquidas u graciosas. Existen diferentes tipos de mezclas según la distribución de sus componentes, pudiendo ser: homogéneas y heterogéneas. Las mezclas homogéneas están formadas por sustancias distribuidas

uniformemente, ejemplo: azúcar disuelta en agua, el aire, el petróleo. Las mezclas heterogéneas no están distribuidas de manera uniforme, ejemplo: arena y agua, aceite y agua, cemento.

SOLUCION HOMOGENEAS

SOLUTO SOLVENTE

MEZCLAS COLOIDE

FASE DISPERSORA FASE DISPERSA (MISCELAS)

HETEROGENEAS

SUSPENSION

El solvente en el que ocurre en la mayoría de las reacciones químicas en los seres vivos es el agua. Potencial de hidrogeno (pH) Las reacciones químicas de los seres vivos se realizan en medios acuosos cuando las condiciones de temperatura y pH son adecuadas. El pH indica el grado de acidez o alcalinidad de una solución, expresado en una escala cuyo rango varia de 0 a 14. Una solución con un pH menor de 7 tiene mayor concentración de iones hidrogeno y se vuelve acida. Las soluciones con un pH mayor tienen menor cantidad de iones hidrogeno y por lo tanto son más básicas o alcalinas.

Elementos biogenesicos.

Los elementos químicos que constituyen la materia viva reciben el nombre de elementos biogenesicos. Su orden de importancia son: carbono, hidrogeno, nitrógeno, fósforo, azufre. Estos elementos forman el 99% del peso de los seres vivos, el 1% está representado por el sodio, potasio, calcio, magnesio, zinc, cloro y iodo.

Compuestos inorgánicos y sales minerales. El agua es un compuesto inorgánico esencial para la vida, pues actúa como disolvente universal, ayuda a mantener constantemente la temperatura del cuerpo, permite el transporte de sustancias, sirve como lubricante y participa en la mayoría de los procesos metabólicos. Las sales minerales son reguladores indispensables para mantener el equilibrio osmótico y la difusión entre la célula y el medio que la rodea. Compuestos orgánicos y biomoleculas nitrogenadas.

Biomoleculas

Nitrogenadas

No nitrogenadas

proteinas, vitaminas, ATP, acidos nucleicos

carbohidratos, lipidos

Los carbohidratos son compuestos orgánicos formados por carbono, hidrogeno y oxigeno son solubles en agua y constituyen la fuente principal de energía de las células. Se clasifican en monosacáridos, disacáridos y polisacáridos. Ejemplo: azucares simples, pentosas (ribosa y desoxirribosa), fructosa, galactosa, glucosa; sacarosa, maltosa, lactosa; celulosa, almidón, glucógeno. Un polisacárido es una larga cadena de monosacáridos. Los lípidos son compuestos formados por carbono, hidrogeno y oxigeno; son insolubles en agua, pero solubles en compuestos orgánicos como el cloroformo, éter y alcohol. Las grasas neutras, también llamadas triglicéridos, cumplen diversas funciones: reserva de energía, aislante térmico, protección y almacén de energía. Se clasifican en grasas y aceites. Las grasas o lípidos saturados, tienen enlaces simples, generalmente son de origen animal y son sólidos a temperatura ambiente. Los aceites o lípidos insaturados, poseen enlaces dobles o triples, se producen principalmente en las plantas y son líquidos a temperatura ambiente. Los fosfolípidos son muy importantes desde el punto de vista biológico, debido a que forman parte de las membranas de células animales y vegetales, donde regulan la entrada y salida de materiales. Los esteroides son lípidos integrados por tres anillos de seis átomos de carbono y uno de cinco. Los más importantes son el colesterol, la testosterona, la progesterona, el estradiol y la cortisona. Las biomoleculas nitrogenadas existen en la naturaleza como aminoácidos básicos de los cuales 10 son los esenciales: fenilalanina, leucina, valina, arginina, isoleucina, metionina, triptófano, treonina e histidina. Todas las proteínas están formadas por los mismos aminoácidos basicos que se combinan en diferente número y proporción, lo cual determina la función de cada proteína.

Las vitaminas son compuestos orgánicos indispensables para los procesos metabólicos. Se requieren en pequeñas cantidades y se clasifican en liposolubles e hidrosolubles. La insuficiencia de vitaminas en la alimentación causa trastornos de salud llamados avitaminosis. Loa ácidos nucleicos son el ADN y el ARN compuestos por subunidades llamadas nucleótidos. Cumplen dos funciones vitales: determinar que proteínas debe sintetizar cada célula, lo que a su vez regula el metabolismo. Y transmitir la información genética de generación en generación.