Educación Ambiental

1. LA QUÍMICA CELULAR
LAS MOLÉCULAS DE LOS
SERES VIVOS

2. EL AGUA

3. El agua
Es la más abundante de
las moléculas que
conforman los seres
vivos.
 Constituye entre el 50
y el 95% del peso de
cualquier sistema
vivo.
La vida comenzó en el
agua, y en la actualidad,
dondequiera que haya
agua líquida, hay vida.

4. El agua
Cubre las tres cuartas
partes de la superficie de
la Tierra.
Pero, el agua no es en
absoluto un líquido
ordinario, es en realidad,
bastante extraordinaria.
Si no lo fuera, es
improbable que alguna
vez pudiese haber
evolucionado la vida
sobre la Tierra.

5. La estructura del agua
Cada molécula de agua está constituida por dos átomos
de hidrógeno (H) y un átomo de oxígeno (O).
Cada uno de los átomos de hidrógeno está unido a un
átomo de oxígeno por un enlace covalente.
 El único electrón de cada átomo de hidrógeno es compartido
con el átomo de oxígeno, que también contribuye con un
electrón a cada enlace.

6. La estructura del agua
La molécula de agua, en
conjunto, posee carga neutra y
tiene igual número de
electrones y protones.
 Sin embargo, es una molécula
polar.
El núcleo de oxígeno “arrastra”
electrones fuera del núcleo de
hidrógeno, dejando a estos
núcleos con una pequeña
carga positiva neta.
El exceso de densidad de
electrones en el átomo de
oxígeno crea regiones
débilmente negativas en los
otros dos vértices de un
tetraedro imaginario.

7. La estructura del agua
Cuando una región de carga
parcial positiva de una
molécula de agua se
aproxima a una región de
carga parcial negativa de otra
molécula de agua, la fuerza
de atracción forma entre ellas
un enlace que se conoce
como puente de hidrógeno.
Un puente de H puede
formarse solamente entre
cualquier átomo de H que
esté unido covalentemente a
un átomo que posee fuerte
atracción por los electrones
(generalmente el O o el N) y
un átomo de O o N de otra
molécula.

8. Puentes de hidrógeno
En el agua, los puentes de
hidrógeno se forman entre un
“vértice” negativo de la molécula
de agua con el “vértice” positivo
de otra.
Cada molécula de agua puede
establecer puentes de hidrógeno
con otras cuatro moléculas de
agua.
Un puente de H es más débil
que un enlace covalente o uno
iónico, pero, en conjunto tienen
una fuerza considerable y hacen
que las moléculas se aferren
estrechamente.

9. EL CICLO DEL AGUA
Es el movimento del agua hacia
la tierra y de nuevo al aire
Evaporación: Es el proceso
mediante el cual el agua líquida
se convierte en vapor de agua.la
mayor parte ocurre en los
océanos y mares
Condensación:El vapor de agua
se convierte en agua líquida o
en hielo. Nubes
Precipitación:Incluye todas las
formas de agua que caen desde
las nubes

10. Tensión superficial
Es una consecuencia de
la cohesión o la atracción
mutua, de las moléculas
de agua.
 Considere el goteo de
agua e insectos caminando
sobre un estanque.
La cohesión es la unión
de moléculas de la
misma sustancia.
La adhesión es la unión
de moléculas de
sustancias distintas.

12. El agua es el medio que les lleva
la mayor parte de materiales
necesarios para viivr.
El movimiento de estos materiales
disueltos de una parte a otra se
llama Traslocación
En la fotosintésis el hidrógeno
de la mol. Del agua se combina
con el bióxido de carbono para
formar los azúcares
Las plantas tienen capacidad de
adaptación a medio ambientes
con o sin agua según sea el caso
EL BALANCE DEL AGUA EN LAS PLANTAS

13. El proceso por el cual el vapor de
agua escapa por las hojas por los
estomas se llama Transpiración
La transpiración ayuda al
enfriamiento de las hojas, el 3%
de la energía solar se usa en
fotosíntesis el resto se convierte
en calor.
Nitratos,sulfatos,fosfatos
sintetizan proteínas y ac.
Nucleícos
K, Mg,Fe, sintesís enzimáticos
EL BALANCE DEL AGUA EN LAS PLANTAS

14. Las briofitas musgos y hepáticas
estructuras similares a raíces
RIZOIDES. No tienen estructuras
vasculares ,el agua Cel a Cel a
pequeñas distancias
La diferencia en presión de agua entre
int y ext de la raíz hace que el agua
entre a los pelos radiculares
Plantas de mayor tamaño obtienen el
agua Raíces acompañado de pelos
radiculares ejem. Peludas mayor
superficie
Pelo radicular puede ser ciento de
veces mayor que su díametro y dura
solo unos pocos días
COMO ENTRA EL AGUA A LAS PLANTAS

15. Plantas unicelulares las sustancias
agua ,minerales se distribuyen por
difusión y por mov. Citoplasmaticos.
La difusión es un mov. Relativamente
lento, puede llevar materiales a través
de una célula.
Plantas multicelulares donde se mueve
agua por difusión el tamaño de la
planta está limitado por esto.
Las plantas vasculares tienen tejidos
especializados que transportan los
materiales a través de la planta, similar
al líquido en una tubería que conectan
las raíces con las hojas.
MOVIMIENTO DE LOS FLUIDOS DENTRO DE LAS
PLANTAS

16. Acción capilar e inhibición
La acción capilar o capilaridad es
la combinación de la cohesión y
la adhesión que hacen que el
agua ascienda entre dos
láminas, por tubos muy finos, en
un papel secante, o que
atraviese lentamente los
pequeños espacios entre las
partículas del suelo.

17. SISTEMA DE TRANSPORTACION PLANTAS VASCULARES
Xilema:Tej. Vascular que provee sostén
mecánico a la planta y conduce agua-
minerales desde raíz-hojas
Traquideas: Cel de xilema alargadas y de
paredes gruesas estrechas y en forma
de tubos
Elementos de los vasos: Cel. De xilema
con terminales abiertos en forma de
punta que conducen agua
Floema:Formado por tubos cribosos
transporte.,almacén y sostén
Tubos cribosos.Cel unidas terminal con
terminal Tubos continuos placas cribosas
en los terminales
Placas Cribosas. huecos de cribas que
conectan los elementos de los tubos
cribosos
Células acompañantes: especializadas
que proveen algunos de los materiales y
energía que usan los elementos cribosos

18. LA CAPILARIDAD Y LA PRESION DE LA RAIZ
La presión de la raíz. Es la presión
que hay en el xilema como el
resultado del mov. Hacía adentro del
agua. (OSMOSIS). Esta presión por
si sola no es suficiente para que el
agua suba.
Capilaridad: es la tendencia de un
líquido a subir de un tubo de
díametro pequeño gracias a la
combinación de dos fuerza la de
Cohesión y adhesión
Cohesión: atracción entre mol.iguales
Adhesión:atracción entre mol.
distintas

19. Acción capilar e inhibición
La inhibición o absorción, es la penetración
capilar de moléculas de agua en sustancias
tales como la madera o la gelatina que, como
resultado de ello, se hinchan (germinación de
semillas).

20. LA TEORIA DE TRANSPIRACION-
COHESION
Sostiene que la evaporación de las hojas
(transpiración)empuja el agua hacia arriba
desde las raíces ejemplo.
Mercurio , tubo, tallo hojas

21. Resistencia a los cambios de
temperatura
La cantidad de calor que requiere una cantidad dada de sustancia
para que se produzca un aumento dado de temperatura, es su calor
específico.
Una caloría se define como la cantidad de calor que elevará en 1ºC
la temperatura de un gramo (1 mL o 1 cm3) de agua.
Una caloría de alimento es igual a una kilocaloría (1000 calorías)
Los carbohidratos,lípidos y proteínas pueden degradarse para
proveer energía al cuerpo, no así las vitamínas y minerales
Los carbohídratos son la fuente principal de energia para el
cuerpo.monosacáridos,disacaridos (azucares) y
polisacáridos(almidones y celulosa)
Los lípidos (ac.grasos el cuerpo usa para hacer memb. Cel y
hormonas) son fuente de energía altamente concentrada,casi el
doble de calorías por gramo que los carbohidratos y proteínas
Las proteínas proveen aa el cuerpo necesita para estructuras cel.y
cromosomas

22. Resistencia a los cambios de
temperatura
El calor específico del agua es aprox.
El doble que el del aceite o del alcohol,
4 veces el del aire o del aluminio y diez veces el del acero.
Sólo el amoníaco líquido tiene un calor específico más alto.

23. Resistencia a los cambios de
temperatura
El calor es una forma de
energía, la energía cinética, o
energía de movimiento, de las
moléculas.
El calor que se mide en calorías,
refleja la energía cinética total
de un grupo de moléculas;
incluye tanto la magnitud de los
movimientos moleculares como
la masa y la cantidad de
moléculas en movimiento.
La temperatura, que se mide en
grados, refleja la energía
cinética promedio de las
moléculas.
 Ej: lago - ave

24. Resistencia a los cambios de
temperatura
El alto calor específico del agua es una consecuencia de
los puentes de hidrógeno.
 Estos tienden a restringir el movimiento de las moléculas.
Para que la energía cinética de las moléculas de agua
aumente suficientemente como para elevar la
temperatura de ésta en un grado centígrado, primero es
necesario romper cierto número de sus puentes de
hidrógeno.

25. Resistencia a los cambios de
temperatura
Energía de Activación: Energía para iniciar una reacción química
Energía de la Biomasa:Energía de materiales orgánicos
Energía de las mareas: Energ´ia cinética en el movimiento de las
olas y las mareas.
Energía eólica: Energía cinética del viento
Energía Geotérmica: Energía de calor en el int. De la tierra
Energía nuclear: Energía que s elibera cuando los átomos sufren
cambios en la estructura del núcleo
Energía Solar: Energía de la luz solar

26. Resistencia a los cambios de
temperatura
El alto calor específico del
agua significa que para una
tasa dada de ingreso de calor,
la temperatura del agua
aumentará más lentamente
que la temperatura de casi
cualquier otro material. Así
mismo, la temperatura caerá
más lentamente cuando se
elimina calor.
Esta constancia de la temperatura es crítica, porque las reacciones
químicas biológicamente importantes tiene lugar sólo dentro de un
intervalo estrecho de temperatura.

27. Vaporización
Es el cambio de líquido a gas.
El agua tiene un alto calor de
vaporización.
 En su punto de ebullición (100
ºC – 1 atm), se necesitan 540
calorías para convertir un
gramo de agua líquida en
vapor, casi 60 veces más que
para el éter y casi el doble que
para el amoníaco.
Para que una molécula de agua se
evapore, deben romperse los
puentes de H. Esto requiere
energía térmica.
 Así, la evaporación tiene un
efecto refrigerante y es uno de
los principales medios por los
cuales los organismos
“descargan” el exceso de calor
y estabilizan sus temperaturas.

28. Congelamiento
La densidad del agua
aumenta a medida que la
temperatura cae, hasta que
se acerca a los 4ºC. Luego,
las moléculas de agua se
aproximan tanto y se mueven
tan lentamente que cada una
de ellas puede formar
puentes de H
simultáneamente con otras
cuatro moléculas.
Sin embargo, cuando la
temperatura cae por debajo
de los 4°C, las moléculas
deben separarse ligeramente
para mantener el máximo
número de puentes de
hidrógeno en una estructura
estable.

29. Congelamiento
A 0°C, el punto de congelación del agua, se crea un retículo
abierto, que es la estructura más estable de un cristal de
hielo.
Así, el agua en estado sólido ocupa más volumen que el
agua en estado líquido.
 El hielo es menos denso que el agua líquida y, por lo
tanto, flota en ella.

30. Si el agua siguiera
contrayéndose mientras se
congela, el hielo sería más
pesado que el agua líquida.
 Los lagos y los estanques
y otras masas de agua se
congelarían desde el fondo
hacia la superficie.
Una vez que el hielo
comenzara a acumularse en el
fondo, tendería a no fundirse,
estación tras estación.
 Finalmente, toda la masa
de agua se solidificaría y
toda la vida que albergara
sería destruida.
Congelamiento

31. Congelamiento
Por el contrario, la capa de hielo flotante que se forma realmente
tiende a proteger a los organismos acuáticos, manteniendo la
temperatura del agua en el punto de congelación o por encima de él.
El punto de fusión del agua es 0°C.
 Para hacer la transición de sólido a líquido, el agua requiere 79,7
calorías por gramo (calor de fusión).
A medida que el hielo se funde, extrae esta misma cantidad de calor
de sus alrededores, enfriando el medio circundante.
A la inversa, a medida que el agua se congela, libera la misma
cantidad de calor a sus alrededores.

32. El agua como solvente
Dentro de los sistemas vivos,
muchas sustancias se
encuentran en solución
acuosa.
Una solución es una mezcla
uniforme de moléculas de dos
o más sustancias (solvente y
solutos).
La polaridad de las moléculas
de agua es la responsable de
la capacidad solvente del
agua.
 Las moléculas polares de
agua tienden a separar
sustancias iónicas, como el
ClNa.

33. El agua como solvente
Muchas de las moléculas
unidas covalentemente
que son importantes en
sistemas vivos (glucosa),
tienen regiones de carga
parcial + o -.
 Las moléculas polares que
se disuelven rápidamente
en agua se llaman
hidrofílicas.
Moléculas que carecen
de regiones polares
(grasas), tienden a ser
muy insolubles en agua.
 Dichas moléculas se dice
que son hidrofóbicas.

34. EL PAPEL CENTRAL
DEL CARBONO

35. Moléculas biológicas u orgánicas
El carbono está en todos los compuestos orgánicos y en el
Bióxido de carbono.
En el ciclo del carbono el carbono se mueve entre los
compuestos orgánicos que forman los tejidos y el Bióxido de
carbono del aire.
Durante la fotosintésis, los autótrofos atrapan el bióxido de
carbono del aire y producen los azúcares y otros.
Los heterótrofos se alimentan de los autótrofos y obtienen así
sus compuestos orgánicos

36. Moléculas biológicas u orgánicas
En química el término orgánico describe las moléculas que tienen
un esqueleto de carbono y que además contienen algunos átomos
de hidrógeno.
 Se deriva de la capacidad de los organismos vivos de sintetizar
y usar esas moléculas.
Entre las moléculas inorgánicas están el dióxido de carbono y todas
las moléculas que no tienen carbono, como el agua.

37. ¿Por qué es importante el carbono
en las moléculas biológicas?
Un átomo de carbono tiene 4
electrones en su capa más
externa, en la cual caben 8.
 Por ello se estabiliza
compartiendo 4 electrones con
otros átomos para formar hasta
4 enlaces covalentes sencillos o
un número menor de enlaces
covalentes dobles o triples.
Las moléculas que tienen
muchos átomos de carbono
pueden asumir formas
complejas como cadenas,
ramificaciones y anillos, lo cual
da pie a una extraordinaria
diversidad de moléculas.

38. Grupos funcionales
A la “columna vertebral” de carbono se unen
grupos de átomos, lamados grupos funcionales,
que determinan las características y la
reactividad química de las moléculas:
Hidrógeno -H
Hidroxilo -OH
Carboxilo -COOH
Amino -NH2
Fosfato -H2PO4
Metilo -CH3

39. Carbohidratos
Normalmente contienen
carbono, oxígeno e
hidrógeno y tienen la fórmula
aproximada (CH2O)n.
 Monosacáridos: azúcar simple:
Glucosa: importante fuente de
energía para las células;
subunidad con la que se
hacen casi todos los
polisacáridos.
 Disacáridos: dos
monosacáridos enlazados:
Sacarosa: principal azúcar
transportado dentro del cuerpo
de las plantas terrestres.

40. Carbohidratos
 Polisacáridos: muchos
monosacáridos
(normalmente
glucosa) enlazados:
Almidón, glucógeno,
celulosa: almacén de
energía en plantas,
animales y material
estructural de plantas,
respectivamente.

41. Lípidos
Contienen una proporción elevada de
carbono e hidrógeno, suelen ser no
polares e insolubles en agua.
 Triglicéridos: 3 ácidos grasos
unidos a un glicerol:
Aceite, grasa: almacén de
energía en animales y
algunas plantas.
 Ceras: número variable de ácidos
grasos unidos a un alcohol de
cadena larga.
Cubierta impermeable de las
hojas y tallos de plantas
terrestres.
 Fosfolípidos: grupo fosfato polar y
dos ácidos grasos unidos a
glicerol:
Fosfatidilcolina: componente
común de las membranas
celulares.

42. Lípidos
 Esteroides: cuatro
anillos fusionados de
átomos de carbono,
con grupos funcionales
unidos:
Colesterol:
componente común
de las membranas
de las células
eucariotas;
precursor de otros
esteroides como
testosterona, sales
biliares.

43. Proteínas
Cadenas de aminoácidos; contienen C, H, O, N
y S.

44. Proteínas

45.  Estructurales (Queratina en pelo, uñas y cuernos).
 Movimiento (Actina y Miosina en los músculos).
 Transporte (Hemoglobina de la sangre).
 Defensa (Anticuerpos en el torrente sanguíneo)
 Almacenamiento (Albúmina de la clara de huevo).
 Señales (Hormona del crecimiento en el torrente
sanguíneo).
 Catálisis (Enzimas que catalizan casi todas
las reacciones químicas en las células)
(Amilasa, ATP sintetasa).
Proteínas

46. Proteínas

47. Ácidos Nucleicos
Formados por subunidades llamadas nucleótidos; pueden ser un solo
nucleótido o una cadena larga de nucleótidos.
Las bases nitrogenadas del ADN :Adenina,Citosina,Guanina,Timina
La mol de ADN se compone de 2 cadenas de nucleótidos unidas por
puentes débiles de H entre Bases N2.forman un espiral (doble hélice)
A-T C-G

48. Ácidos Nucleicos
 Nucleótidos
individuales:
Trifosfato de
adenosina
(ATP): principal
molécula
portadora de
energía a corto
plazo en las
células.
Monofosfato de
adenosina
cíclico (AMP
cíclico):
mensajero
intracelular.

49. Ácidos Nucleicos
 Ácidos nucleicos de
cadena larga:
Ácido
desoxirribonucleico
(ADN): material
genético de todas
las células vivas.
Ácido ribonucleico
(ARN): material
genético de algunos
virus; transfiere la
información genética
del ADN a las
proteínas.

50. Ácidos Nucleicos
Replicación:
La mol de ADN hace copia de si misma
Las 2 mol de ADN se enroscan de
nuevo toman la forma de una hélice
Transcripción:
Formación de mRNA que sale del
núcleo por tRNA los lleva al rRNA
ribosomal
Uracilo-Adenina =CODON
Traducción:
Transformación de mRNA en proteína,
empleando anticodones y a.a. Para
conseguir la tripleta exacta.

51. Ácidos Nucleicos
Tripletas del DNA AMINOACIDOS
Alanina (Ala)
Asparagina(Asn)
CGA
TTG
GTC
GTA
Glutamina(Gln)
Histadina(His)
AAT
TTC
Leucina (Leu)
Lisina (Lis)
AAA
AGA
Fenilalanina (Fen)
Serina (Ser)