(Biología para nacional 2019 muestra)

BIOLOGÍAPARAnacional
TEXTO DE PREPARACIÓN PSU BIOLOGÍA
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Editorial Moraleja
www.moraleja.cl
biologia@moraleja.cl
Biología PARA nacional
TEXTO DE PREPARACIÓN PSU BIOLOGÍA
© Inscripción Nº 301.652
Derechos reservados
Febrero 2019
I.S.B.N 978-956-7275-12-0
Primera edición
Febrero 2019
AUTOR | Daniel Valverde
DISEÑADORES| Trinidad Burgos - Iliana Medina
Valentina Saba - Jorge Vergara - Bárbara Meza
DIRECCIÓN EDITORIAL | Andrés Mardones
DISEÑOS | Freepik
IMPRESO | Salesianos Impresores S.A
Portadas: Couche 350 grs
Páginas: 330 pág. Papel Bond 70 grs.
Tamaño: 21 x 29,5 cm
Peso: 1,3 Kg. aprox.
AGRADECIMIENTOS A INSTITUCIONES
Agradecer a las instituciones que hasta el momento han reconocido el trabajo y han
confiado en nuestros textos para enseñar a sus alumnos.
Material protegido bajo derecho de autor.
Prohibida su reproducción parcial o total sin el consentimiento explícito de Editorial Moraleja.
Editorial Moraleja
ii
Índice

PRESENTACIÓN
El Libro que tienes en tus manos, no es un texto clásico de Biología porque los contenidos
no están tratados in extenso, ni de manera secuencial sino exclusivamente de acuerdo al
temario publicado por el DEMRE para la Prueba de Biología, que agrupa los contenidos y
habilidades por nivel: I°, II°, III° y IV° año de Educación Media.
Como saben, la sección de Biología de la Prueba de Ciencias está configurada en dos partes:
un módulo común, con 18 preguntas de las materias de I° y II° Medio, y un módulo electivo, de
26 preguntas que profundiza las materias de I° y II° e incluye los contenidos de III° y IV°.
Las preguntas corresponden a 5 ejes temáticos:
2 Organización, estructura y actividad celular,
2 Procesos y funciones vitales,
2 Biología humana y salud,
2 Herencia y Evolución
2 Organismo y ambiente
A ellos hay que incluir las Habilidades de Pensamiento Científico.
Para elaborar este texto y las preguntas de ejercitación, se consideraron las Habilidades que
se evalúan y que son 4.
2 Reconocimiento: implica la memorización, el recuerdo de información en forma similar
a como fue recibida y aprendida con anterioridad. Incluye desde el recuerdo de los
datos específicos, como la definición de un concepto, hasta los de mayor complejidad,
como recordar los componentes de un sistema.
2 Comprensión: va más allá de la simple memorización o recuerdo, pues como su nom-
bre lo indica, implica comprender, traducir, seleccionar, transferir y utilizar la información
de la cual se dispone, comparándola, contrastándola, ordenándola o agrupándola en
base a los conocimientos previos con que cuenta el alumno.
2 Aplicación: apunta al uso de la información, utilización de métodos, conceptos y teorías
en situaciones planteadas. Consiste en ser capaz de resolver o solucionar un problema
en forma correcta, lo que implica la utilización de conocimientos específicos, hechos,
técnicas, fórmulas y relaciones en la resolución de situaciones concretas.
2 Análisis, síntesis y evaluación: Estas habilidades de nivel superior permiten dividir una in-
formación en sus partes constitutivas, determinando cómo se relacionan entre sí, y con
la estructura general, produciendo, integrando y combinando ideas en una propuesta
nueva, para así emitir juicios de valor haciendo uso de ciertos criterios o normas que per-
mitan escoger teorías, basándose en argumentos.
En cuanto a las Habilidades de Pensamiento Científico, estas corresponden a la formulación de
preguntas, la observación, la descripción y registro de datos, el ordenamiento e interpretación
de información, la elaboración y el análisis de hipótesis, procedimientos y explicaciones, la
argumentación y el debate en torno a controversias y problemas de interés público, y la
discusión y evaluación de implicancias éticas o ambientales relacionadas con la ciencia y la
tecnología.
Es importante entonces que solo después de leer el texto resuelvas las preguntas, analices
cada alternativa buscando lo correcto o incorrecto de cada una, verifiques la existencia del
logro o en caso contrario ver en que te equivocaste.
Daniel Valverde
Profesor Bíologia
Biología Para Nacional iii
Índice

MÓDULO COMÚN
CAPíTulo 1 | BIOMOLÉCULAS
7 | ¿QUÉ SON LOS SERES VIVOS?
8 | BIOELEMENTOS
9 | MOLÉCULAS INORGÁNICAS
El agua
Las sales minerales
11 | MOLÉCULAS ORGÁNICAS
Las Proteínas
Los Carbohidratos
Los Lípidos
Ácidos Nucleicos
Reconocimiento de las moléculas orgánicas
19 | EL METABOLISMO CELULAR
21 | Enzimas
Localización de las enzimas
Mecanismos de acción enzimática
Regulación enzimática
Inhibición enzimática
24 | Factores que afectan la actividad enzimática.
Concentración de sustrato
Temperatura
pH
Concentración de la enzima
CAPíTulo 2 | CÉLULA
35 | LA CÉLULA
35 | Diversidad celular
Forma celular
Tamaño celular
36 | Modelos de organización celular
La célula procarionte
La célula eucarionte
40 | INTERCAMBIO DE SUSTANCIAS ENTRE LA
CÉLULA Y EL AMBIENTE
40 | La membrana celular
41 | Funciones de la membrana
41 | Transporte de sustancias a través de la membrana
Transporte pasivo
Transporte activo
45 | Modificaciones de la membrana plasmática
46 | El medio intracelular eucarionte
Matriz citoplasmática
Compartimientos intracelulares
Complejos supramoleculares:
Citoesqueleto
CAPíTulo 3 | REPRODUCCIÓN
CELULAR
61 | EL ROL DEL NÚCLEO EN LA TRANSMISIÓN DE
LA HERENCIA
62 | Los cromosomas
62 | REPRODUCCIÓN CELULAR
62 | NIVELES DE REPRODUCCIÓN
63 | EL CICLO CELULAR
64 | Interfase
64 | División celular
Mitosis
Citocinesis
Meiosis
67 | Gametogénesis
Espermatogénesis
Ovogénesis
72 | El cáncer
73 | Bases genéticas del cáncer
74 | Factores de riesgo y epidemiología del cáncer
CAPíTulo 4 | HORMONAS Y
MECANISMOS DE ACCIÓN HORMONAL
86 | EXPERIMENTO DE BERTHOLD
86 | Formas de Comunicación Celular
87 | Modalidades de Secreción
88 | Mecanismos de acción hormonal
Mecanismos de acción de las hormonas esteroidales:
Mecanismo de acción de las hormonas peptídicas:
90 | Organización del Sistema Endocrino
Las Hormonas
Sistemas de Control
Las Glándulas Endocrinas
CAPíTulo 5 | HORMONAS Y
REPRODUCCIÓN HUMANA
106 | HORMONAS Y REPRODUCCIÓN HUMANA -
INTRODUCCIÓN
106 | LOS TESTÍCULOS
107 | LOS OVARIOS
107 | EL DIMORFISMO SEXUAL
108 | Caracteres sexuales primarios
108 | Caracteres sexuales secundarios
108 | Caracteres sexuales terciarios
109 | EL CICLO SEXUAL DE LA MUJER
110 | LA FECUNDACIÓN
111 | Etapas de la fecundación
Aproximación de los gametos
Penetración del ovocito
Fusión de los pronúcleos
113 | Lactancia y Glándula mamaria
113 | PLANIFICACIÓN FAMILIAR
114 | Métodos masculinos
Coitus Interruptus
Preservativo o condón
Vasectomía
115 | Métodos femeninos
Anticonceptivos hormonales
Dispositivos intrauterinos (D.I.U.)
Ligadura de Trompas
Diafragma
Cremas, espumas, jaleas y supositorios vaginales
116 | Métodos compartidos por la pareja
Método del Ritmo
Método de la Temperatura corporal basal
Método de Billings
CAPíTulo 6 | HERENCIA MENDELIANA
129 | ¿QUÉ ES GENÉTICA?
130 | Historia de las leyes de Mendel
ÍNDICE
Editorial Moraleja
iv
Índice

130 | Los descubrimientos de Mendel
130 | El primer experimento de Mendel
Monohibridismo
Cruzamiento retrógrado
132 | Dihibridismo
133 | EXTENSIÓN DE LA GENÉTICA MENDELIANA
133 | Algunos niveles de interacción génica
Herencia intermedia
Alelos múltiples
134 | Teoría Cromosómica de la Herencia
135 | El Cariotipo
136 | Cambios en el material hereditario
Algunas anomalías cromosómicas
139 | Ligamiento y entrecruzamiento
140 | Determinación genética del sexo
Mecanismo de los cromosomas sexuales
Mecanismo de la haploidía y diploidía
142 | Herencia ligada al sexo
Herencia ligada al sexo en el hombre
143 | GENEALOGÍAS
143 | Patrones de herencia
Autosómico dominante
Autosómico recesivo
Ligado a X dominante
Ligado a X recesivo
Ligado a Y (holándrico)
Citoplasmática, extracromosómica o mitocondrial
CAPíTulo 7 | ORGANISMO Y
AMBIENTE
158 | ¿QUÉ ES LA ECOLOGÍA?
158 | El medio ambiente
159 | Niveles de Organización
159 | FLUJO DE ENERGÍA Y CIRCULACIÓN DE
MATERIA AL INTERIOR DE LO ECOSISTEMAS
159 | Incorporación de energía
160 | La Fotosíntesis
Mecanismo de la Fotosíntesis
161 | Incorporación de materia
Trama trófica
Concentración de Sustancias en el Ecosistema
Aprovechamiento de la energía en el ecosistema.
164 | RECIRCULACIÓN (RECICLAJE) DE LA
MATERIA
164 | Ciclo del carbono
164 | Ciclo del nitrógeno
165 | RELACIONES DE DEPENDENCIA ENTRE LOS
ORGANISMOS DE UN ECOSISTEMA
165 | Densidad ecológica
165 | Distribución
166 | Tamaño de la población
Factores densodependientes
Factores densoindependientes
167 | Crecimiento poblacional
Exponencial o ilimitado
Sigmoideo o autolimitado
168 | Estrategias de vida
Estrategas tipo r
Estrategas tipo k
169 | ECOLOGÍA DE COMUNIDADES
169 | Interacciones en la Comunidad
169 | Competencia
170 | Depredación
170 | Comensalismo
170 | Parasitismo
170 | Mutualismo
171 | SUCESIÓN ECOLÓGICA
171 | Sucesión primaria
171 | Sucesión secundaria
172 | RECURSOS NATURALES
172 | Recursos naturales renovables
172 | Recursos Naturales No Renovables
172 | La Problemática Ambiental
173 | BIOMA
174 | Biomas de Chile
175 | CATEGORÍAS DE CONSERVACIÓN DE
ESPECIES EN CHILE
175 | Diversidad biológica y conservación en Chile
175 | Sistema Nacional de Áreas Silvestres Protegidas del
Estado (SNASPE)
175 | Ley de caza
176 | Las Categorías de Conservación
MÓDULO ELECTIVO
CAPíTulo 8 | CONTROL DE LA
HOMEOSTASIS
187 | EL MEDIO INTERNO
187 | HOMEOSTASIS
187 | ¿Cómo se forma el líquido intercelular o intersticial?
188 | Equilibrio hidrosalino. Los Nefrones
El corpúsculo de Malpighi:
Los tubos uriníferos:
189 | Funcionamiento de los nefrones
191 | Regulación hormonal de la función renal
191 | La regulación de la temperatura.
192 | EL ESTRÉS
192 | Tipos de estrés
Estrés agudo
Estrés crónico
CAPíTulo 9 | EL SISTEMA NERVIOSO
205 | INTRODUCCIÓN AL SISTEMA NERVIOSO
206 | ESTRUCTURA Y FUNCIONAMIENTO DEL
SISTEMA NERVIOSO
206 | Origen y Desarrollo del Sistema Nervioso
206 | LA NEURONA
207 | Estructura de la Neurona
208 | Tipos de Neuronas
209 | LAS CÉLULAS GLIALES (NEUROGLIA)
210 | SUSTANCIAS GRIS Y BLANCA
210 | EL IMPULSO NERVIOSO
211 | Modalidades de Conducción
212 | Las Sinapsis
212 | Transmisión del impulso nervioso.
214 | ORGANIZACIÓN DEL SISTEMA NERVIOSO DE
LOS VERTEBRADOS
214 | El sistema nervioso central
La médula espinal
Funciones de la médula espinal
Vías de Conducción Nerviosa
El Encéfalo
El Tronco Encefálico
El Cerebelo
El Cerebro
Biología Para Nacional v
Índice

Biología Para Nacional 7
1. ¿QUÉ SON LOS SERES VIVOS?
Biología, del griego bios (vida), suele definirse como “ciencia de la vida” o en un sentido más
preciso como la ciencia que estudia la estructura, funciones y relaciones recíprocas de los
seres vivos.
Los seres vivos, al igual que las estructuras inertes, son objetos físicos que ocupan un lugar en el
espacio y poseen masa, es decir, tienen una existencia material. Sin embargo, poseen muchas
diferencias de forma, tamaño y actividad con respecto a la materia inerte.
Es así como los seres vivos:
2 Se mueven.
2 Presentan irritabilidad.
2 En su estado adulto, tienen forma y tamaño definido.
2 Intercambian continuamente materia y energía con el medio (metabolismo).
2 Realizan ciclos continuos de crecimiento, diferenciación, reproducción y muerte.
2 Se adaptan estructural o conductualmente a las modificaciones que experimenta su medio
ambiente, etc.
Sin embargo, los análisis químicos realizados a la materia viva revelan que está formada por los
mismos elementos que, en proporciones variables, se encuentran en la mayoría de los objetos
inertes.
Tabla: Composición de la corteza terrestre y los sistemas vivos (en%)
Elemento Corteza terrestre Sistema vivo
Oxígeno 49,5 65
Carbono 0,08 18,5
Hidrógeno 0,87 9,5
Nitrógeno 0,03 3,3
Calcio 3,39 1,5
Fósforo 0,12 1
K, Na, Cl, Fe, S, Mg 12,29 0,9
Otros 33,79 0,3
La mayoría de los científicos cree que las diferencias entre la materia inerte y los sistemas vivos
se originan en los distintos niveles de organización que presentan los componentes de ambos
sistemas.
La materia viva puede ser organizada, en función de su complejidad o de sus componentes,
en distintos niveles. En los sistemas biológicos, cada uno de esos niveles de organización es un
subconjunto de un nivel más complejo, donde las funciones específicas solo pueden ser reali-
zadas por cada nivel en particular.
“Que la comida sea tu alimento y
el alimento tu medicina”
— HIPÓCRATES —
CONSIDERADO EL PADRE DE LA MEDICINA
GRECIA S.V A.C – IV A.C
CAPíTulo 1
BIOMOLÉCULAS

Capítulo 1 | Biomoléculas
Editorial Moraleja
8
Estos niveles son:
2 Bioelementos: C, H, O, N …
2 Biomoléculas: agua: H2
O, oxígeno O2,
carbohidratos …
2 Complejos supramoleculares: cromosomas, membrana celular …
2 Organelos: mitocondrias, lisosomas …
2 Células: neuronas, eritrocitos …
2 Tejidos: sangre, nervioso …
2 Órganos: cerebro, hígado …
2 Aparatos o sistemas: respiratorio, digestivo …
2 Organismos pluricelulares: animales, plantas …
2 Poblaciones: conjunto de individuos de la misma especie.
2 Biocenosis: interacción entre poblaciones.
2 Ecosistemas: interacción entre las biocenosis y el biotopo.
2 Bioma: conjunto de ecosistemas de características semejantes.
2 Biosfera: conjunto de todos los biomas de la Tierra.
2. BIOELEMENTOS
Los análisis químicos de los seres vivos han llevado a demostrar que éstos se encuentran forma-
dos por unos 20 elementos que constituyen el primer nivel de organización de la materia.
La presencia de estos elementos químicos es constante en todos los seres vivos, desde el más
simple al más complejo. Algunos de ellos son cuantitativamente abundantes, constituyendo
en conjunto más del 99% de la masa viva. Otros se encuentran en cantidades muy pequeñas,
inferiores al 1%, pero su presencia es igualmente importante.
Tabla: Composición de los sistemas biológicos (en%)
Elemento Humano Bacteria
Oxígeno 65 69
Carbono 18 15
Hidrógeno 10 11
Nitrógeno 3 3
Fósforo 1 1,2
Azufre 0,25 0,3
Dependiendo de su concentración relativa en la materia viva, los bioelementos se clasifican
en tres categorías:
2 Macroelementos o elementos primarios: son los constituyentes principales de la materia
viva encontrándose en concentraciones superiores al 1%. Ellos son: el Carbono, Hidrógeno,
Oxígeno y Nitrógeno. Estos elementos se encuentran formando a la mayoría de las sustan-
cias inorgánicas y orgánicas de los seres vivos.
2 Microelementos o elementos secundarios: son constituyentes necesarios en concentracio-
nes bajas, entre 1 y 0,05%. Entre ellos están el Fósforo, Potasio, Cloro, Sodio, Azufre, Calcio y
Magnesio.
2 Elementos Traza: son aquellos constituyentes necesarios en ínfimas concentraciones, inferio-
res al 0,05%. Entre ellos están el Fierro, Cobre, Iodo, Zinc y Silicio.

Biomoléculas | Capítulo 1
Tabla: Elementos que constituyen el cuerpo de los humanos
Elemento Cantidad (%) Funciones que desempeñan
Oxígeno 65
Forma parte del agua
Forma parte de todas las moléculas orgánicas
Participa en la respiración
Carbono 18 Constituye el esqueleto de las moléculas orgánicas
Hidrógeno 10
Forma parte del agua
Forma parte de todas las moléculas orgánicas
Nitrógeno 3 Forma a las proteínas y los ácidos nucleicos
Calcio 2
Forma a los huesos y dientes
Participa en la contracción muscular
Participa en la transmisión de los impulsos nerviosos
Participa en la coagulación de la sangre
Fósforo 1
Forma parte de los ácidos nucleicos
Participa en las transferencias de energía
Forma a los huesos y dientes
Potasio 0,4
Principal catión (ión positivo) intracelular
Participa en la conducción de los impulsos nerviosos
Azufre 0,38 Forma parte de algunos aminoácidos
Sodio 0,26
Principal catión extracelular
Participa en la conducción de los impulsos nerviosos
Participa en el control hídrico del cuerpo
Magnesio 0,1 Forma parte de muchas enzimas
Cloro 0,1
Principal anión extracelular
Participa en el control hídrico del cuerpo
Fierro Cantidades traza Forma parte de la hemoglobina y la mioglobina
Iodo Cantidades traza Forma parte de la hormona tiroxina
La actividad química o la relación de un átomo con otro átomo, depende del número y distri-
bución de los electrones en la capa más externa. Para ello, los átomos de la mayoría de los 90
elementos naturales mantienen incompletas sus capas externas. Debido a esta característica,
los átomos son inestables y tienden a captar, ceder o compartir electrones con otros átomos
para lograr una mayor estabilidad, estableciéndose entre ellos enlaces químicos que dan ori-
gen a un segundo nivel de organización: las moléculas.
En términos generales, se acostumbra clasificar a las moléculas en orgánicas e inorgánicas
dependiendo de su origen en la naturaleza. Así, las moléculas inorgánicas tales como el agua
y las sales minerales, se obtienen de la materia inerte, mientras que las moléculas orgánicas
como proteínas, lípidos, carbohidratos y ácidos nucleicos, se obtienen de otros organismos
vivos, aunque hoy sabemos que muchas de ellas estaban presentes antes de la aparición del
primer ser vivo.
3. MOLÉCULAS INORGÁNICAS
Tabla: Composición molecular de mamíferos y bacterias (%)
Compuesto Hígado rata Bacteria
Agua 69 70
Proteínas 16 15
Carbohidratos 3 4
Lípidos 5 5
Ácidos nucleicos 1,2 7

Editorial Moraleja
10
a. El agua
Es el componente más abundante en cualquier ser vivo. En promedio, un 70% del peso total de
un organismo es agua, pudiendo variar entre un 60% y un 95%. Por regla general, el porcentaje
de agua está en directa relación con el estado funcional de la célula. De este modo, en un
mismo organismo, la cantidad de agua de un tejido aumenta a medida que incrementa su
actividad funcional al participar directamente en las reacciones químicas, como la hidrólisis.
Las mayores cantidades se encuentran en los embriones, cerebro y músculos, mientras que los
menores porcentajes están en los ancianos, huesos y dientes.
Tabla: Porcentaje de agua en el peso corporal de los humanos
Edad % según peso
0 – 1 mes 75 % en ambos sexos
1 – 12 meses 65 % en ambos sexos
1 – 10 años 62 % en ambos sexos
10 – 16 años 59 % en hombres y 57 % en mujeres
> 60 años 52 % en hombres y 46 % en mujeres
La razón de la gran abundancia del agua está en sus múltiples propiedades fundamentales
para la vida, tales como:
2 Capacidad disolvente: El agua es el mejor solvente natural. Disuelve la mayoría de las mo-
léculas polares. De este modo, facilita el transporte de moléculas por los líquidos corporales.
2 Disocia electrolitos: Al disolver las sustancias, deja tanto a átomos como a moléculas en es-
tado iónico con lo cual facilita la participación de éstas en las reacciones químicas.
2 Constante dieléctrica: Tiene la capacidad de mantener separados a los iones o partículas
con cargas opuestas disminuyendo las fuerzas de atracción entre ellas. Para esto, los iones
separados se rodean de una capa de moléculas de agua permaneciendo hidratados.
2 Capacidad calorífica: El agua cambia muy lentamente de temperatura, de modo que
un organismo puede absorber grandes cantidades de calor sin aumentar mucho su
temperatura.
2 Alto calor de vaporización: Para convertir 1 gramo de agua en vapor, se requieren unas 600
calorías, por lo cual, un organismo puede disipar grandes cantidades de calor mediante la
evaporación de pequeñas cantidades de agua.
2 Elevada tensión superficial: Las moléculas de agua atraen hacia su superficie otras molécu-
las de agua, lo cual permite que los cuerpos adopten una forma esférica, adquiriendo el
menor volumen posible. Esto es importante para los animales que viven en zonas frías pues
les permite reducir la pérdida de calor.
El agua corporal no se encuentra libre sino contenida en compartimientos limitados por las
paredes vasculares y las membranas celulares. La mayor cantidad de agua (2/3 del total) se
encuentra dentro de las células, mientras que el tercio restante está en el compartimiento ex-
tracelular. De esta última, la cuarta parte se encuentra formando a la sangre y las 3/4 partes
restantes forman la linfa y el líquido intersticial.
b. Las sales minerales
Las sales minerales son muy solubles en agua, por lo cual, se les encuentra en los seres vivos,
de modo general, bajo la forma de cationes y aniones puesto que debido a su naturaleza
electrolítica se encuentran en parte disociados. De esta forma participan en la propagación
del impulso nervioso o como cofactores enzimáticos activan algunas enzimas. Los iones más
importantes son:

Tabla: Algunos iones de importancia en el metabolismo ácido–base
Cationes Na
+1
; K
+
; Ca
+2
; Mg
+2
Aniones Cl
–1
; HPO4
–2
; H2
PO4
–
; SO4
–2
; CO3
–2
; HCO3
–
Como consecuencia del metabolismo, las células producen ácidos y bases. Sin embargo, para
el correcto funcionamiento de la célula se requiere un pH constante, alrededor de 7,4. En la
célula, determinadas sales actúan como soluciones tampón (mezcla de sal y ácido, que es
capaz de equilibrar el pH en un margen determinado), regulando el equilibrio ácido–base.
Otros son insolubles en agua y forman depósitos sólidos. Ciertos organismos aprovechan estos
depósitos como estructuras de soporte y protección (huesos, conchas). Otros minerales son res-
ponsables de la estabilidad de los coloides manteniendo el grado de hidratación adecuado e
impidiendo su coagulación.
4. MOLÉCULAS ORGÁNICAS
En los organismos vivos se encuentran cuatro tipos diferentes de moléculas orgánicas: carbohi-
dratos, lípidos, proteínas y ácidos nucleicos.
Todas estas moléculas contienen carbono, hidrógeno y oxígeno. Además, las proteínas contie-
nen nitrógeno y azufre y los ácidos nucleicos contienen nitrógeno y fósforo.
Algunas de estas moléculas, como los carbohidratos, las proteínas y los ácidos nucleicos pue-
den formar polímeros. Se denomina polímero a una macromolécula constituida por la unión
de muchas moléculas pequeñas similares, las que se denominan monómeros. Cuando dos
monómeros similares se unen forman un dímero, si son tres un trímero. Hasta diez se lo nombran
genéricamente oligómero.
El proceso de unión de monómeros se realiza por el proceso llamado síntesis por deshidrata-
ción. Como todos los monómeros tienen átomos de H y grupos oxidrilos (–OH) libres, al unirse
entre ellos se desprende una molécula de agua.
HO HO
OH OH
Síntesis por deshidratación
OH
O
HO
O
H H
El proceso inverso se denomina hidrólisis, hidro ≈ agua, lisis separación.
O
H H
HO OH
Hidrólisis
OH
OH
HO HO
O
a. Las Proteínas
Las proteínas, (del gr. Proteo), las primeras, son los compuestos orgánicos más abundantes
y característicos de la materia viva. Estas moléculas son polímeros formados por la unión de
moléculas sencillas llamadas aminoácidos. Químicamente, están formados por C, H, O y N,
aunque dos de ellos poseen S.
Existen numerosas variedades de aminoácidos en la naturaleza; pero formando a las proteínas
sólo hay 20 tipos. De ellos, existen 9 que no pueden ser sintetizados o que son sintetizados en

Editorial Moraleja
12
cantidades inferiores al mínimo requerido diario, a los cuales se denominan aminoácidos esen-
ciales y debemos incluirlos en nuestra dieta. Ellos son: treonina, metionina, lisina, valina, leucina,
isoleucina, histidina, fenilalanina y triptófano, mientras que los demás pueden ser sintetizados
en nuestras células a partir de otras moléculas orgánicas como los carbohidratos y los lípidos.
De los 20 aminoácidos, dos de ellos son ácidos, cinco son neutros y polares, es decir, hidrofílicos
y diez son neutros no polares (hidrofóbicos).
H2
N
grupo
amino
átomo de
hidrógeno átomo de
carbono a
grupo
carboxilo
grupo de
cadena lateral
COOH
C
R
H
Los aminoácidos se caracterizan por poseer un átomo de carbono (C a) al cual se unen,
mediante enlaces covalentes, un átomo de H, un grupo amino (–NH2
), un grupo carboxilo
(–COOH) y una cadena lateral o radical (–R), que puede ser de distinta naturaleza (desde
el más simple, un átomo de hidrógeno, largas cadenas hidrocarbonadas, residuos sulfhidrilo
(–SH), hasta compuestos cíclicos) lo que permite diferenciarlos unos de otros.
La condensación de aminoácidos para formar una molécula proteica se produce de tal modo
que el grupo –COOH de un AA se combina con el grupo –NH2
del AA adyacente con la pér-
dida simultánea de una molécula de agua, constituyendo un enlace peptídico (–NH–CO–).
H2
N
H2
O
CH
Aminoácido 1 Aminoácido 2
CH OH
C
R R
O O
C
HN
Una combinación de 2 AA constituye un dipéptido, de 3 AA un tripéptido, etc. Las secuencias
de hasta 19 AA se denominan oligopéptidos. Los polímeros formados hasta por 50 AA se llaman
polipéptidos. Se consideran como proteínas a cadenas sobre los 50 AA o a varias cadenas po-
lipeptídicas dispuestas en una configuración espacial definida.
Según su composición química, las proteínas se clasifican en dos categorías:
2 Simples: las que están formadas sólo por AA, ej.: insulina, colágeno, albúmina.
2 Conjugadas: aquellas en cuya constitución participan otras moléculas, denominadas gru-
pos prostéticos además de los AA ej.: lipoproteínas, glicoproteínas, nucleoproteínas (con
ácido nucleico), y cromoproteínas (con un pigmento, tal como la hemoglobina con fierro).
El número, tipo y secuencia de los AA en la cadena polipeptídica se denomina como estruc-
tura primaria de la proteína y determina los demás niveles de organización de la molécula.
Esta secuencia depende, a su vez, de la secuencia de nucleótidos en el ADN.
Entre los AA que forman a la cadena, se forman otros enlaces, del tipo puente H, entre los gru-
pos amino de algunos aminoácidos y los grupos carboxilo de otros aminoácidos, que pliegan
a la proteína otorgándole una forma tridimensional conocida como estructura secundaria.
Hay dos tipos de estructuras secundarias típicas, la alfa hélice, similar a un espiral y la beta, en
forma de hoja.
Además, las proteínas “solubles”, interactúan con el agua, de manera que sus grupos hidrofó-
bicos se ubican hacia el interior de la molécula, mientras que los grupos polares se ubican en
la superficie y establecen uniones iónicas, covalentes o puentes H que forman un plegamiento
denominado estructura terciaria. Según el plegamiento adoptado, se generan dos clases de
proteínas:

2 Fibrilares: Con estructura secundaria tipo alfa hélice. Son cadenas largas, insolubles en
agua, de gran resistencia física, por lo cual están generalmente vinculadas con funciones
estructurales tales como el colágeno de la piel o la actina y la miosina del músculo.
2 Globulares: Se originan tanto a partir de proteínas o porciones de proteínas del tipo alfa,
como de beta o de una combinación de ambas. Ello origina cadenas enrolladas, de for-
mas esféricas o globulares “solubles” en agua y con papeles muy dinámicos en el orga-
nismo. Se les encuentra en el plasma sanguíneo (gamma globulinas) o en el interior de las
células (enzimas).
Por último, cuando dos o más moléculas proteicas se unen, forman un nivel de organización
más complejo conocido como estructura cuaternaria.
La configuración proteínica, especialmente la referida a estructura secundaria y terciaria
puede ser modificada por cambios en el ambiente, tales como, centrifugación, alta tempera-
tura o variación de pH, provocando alteración en sus propiedades físicas, químicas o biológi-
cas de carácter irreversible conocidas como desnaturalización proteica.
Las proteínas cumplen funciones muy variadas en los seres vivos, tanto en el ámbito celular
como al nivel de organismo multicelular. Es así como constituyen las membranas de todas las
células y organelos. También forman el citoesqueleto y dan firmeza, rigidez o elasticidad a los
tejidos por medio del colágeno y la elastina. Otras regulan el metabolismo, a través de hormo-
nas como la insulina o a través de los biocatalizadores o enzimas. También intervienen en la
defensa del organismo a través de los anticuerpos, etc.
b. Los Carbohidratos
Los carbohidratos o hidratos de carbono son compuestos químicos formados por C, H y O.
Como su nombre lo indica, por cada átomo de carbono hay (con pocas excepciones), 2 áto-
mos de hidrógeno y 1 de oxígeno, (como en el agua). A ello se debe que la fórmula genérica
de estos compuestos sea Cx
(H2
O)y
, siendo x e y números enteros cualquiera.
Sin embargo, el nombre de hidratos de carbono es poco apropiado ya que no se trata de
átomos de C hidratados, es decir, enlazados a moléculas de H2
O, sino de átomos de C unidos
a grupos alcohólicos (–OH), llamados también hidroxilos y a radicales hidrógeno (–H). Además,
siempre hay un grupo cetónico (–CO) o un grupo aldehido (–CHO). Por ello, los carbohidratos
pueden definirse como polihidroxicetonas o polihidroxialdehidos.
Su otra denominación como “glúcidos” deriva de la palabra glucosa, la cual proviene del vo-
cablo griego glykos que significa dulce.
Los carbohidratos son macromoléculas (polímeros) formados por la agregación de unida-
des fundamentales llamadas monosacáridos aunque esta molécula se encuentra raramente
como tal en la naturaleza.
De acuerdo a la cantidad de estas unidades, existen 3 tipos de carbohidratos:
2 Monosacáridos: aldosas, cetosas
2 Oligosacáridos : di, trisacáridos
2 Polisacáridos : simples, complejos
Monosacáridos: formados por un (mono) grupo de azúcar (sacárido), pudiendo ser simples o
derivados y con 3 a 8 átomos de carbono. Son sustancias sólidas, cristalinas, de color blanco,
generalmente de sabor dulce, solubles en agua y dializables. Se nombran añadiendo la termi-
nación osa al número de carbonos, Ej., triosa, tetrosa, pentosa, etc.
Las triosas y tetrosas tienen estructura lineal. A partir de las pentosas adoptan generalmente
forma cíclica en equilibrio con la forma lineal que se presenta sólo en un mínimo porcentaje.
Ejemplos de triosas: gliceraldehido (aldosa), dihidroxiacetona (cetosa); de pentosas: ribosa y
desoxirribosa (aldosas); de hexosas: glucosa, galactosa (aldosas) y fructosa (cetosa).

Editorial Moraleja
14
OH
OH
OH
Glucosa
H
H
H
H
H
OH
CH2
OH
O
Los principales monosacáridos son las pentosas y hexosas. Las pentosas como la ribosa y
desoxirribosa se encuentran formando parte de grandes e importantes macromoléculas como
los ácidos nucleicos (ADN y ARN) y el ATP. La ribulosa por su parte, participa en la fotosíntesis.
Las hexosas son compuestos fundamentales de nuestra alimentación y las utilizamos como
base del metabolismo celular. La fructosa (azúcar de fruta) forma parte de la sacarosa o azú-
car común; la galactosa se encuentra en el disacárido lactosa o azúcar de leche, mientras
que la glucosa o azúcar de uva, es el monosacárido más común en el organismo humano y el
combustible más importante para nuestras células. En la sangre se halla en concentraciones
de 1 gramo por litro.
Oligosacáridos: Son glúcidos formados por la unión de unos pocos monosacáridos, entre 2 a
10, mediante enlaces glucosídicos. Este es un tipo de enlace covalente que se establece entre
el (–OH) del C1
de un monosacárido y el (–OH) del C4
del segundo monosacárido, con pérdida
de una molécula de agua. Cuando el C1
de un monosacárido se une al C6
del segundo mo-
nosacárido, la molécula experimenta ramificaciones.
Los oligosacáridos son cristalinos, solubles en agua y de sabor dulce. Se clasifican según el
número de monosacáridos que los forman siendo los disacáridos (formados por 2 monosacári-
dos), los de mayor importancia biológica.
La maltosa, está formada por dos glucosas, la lactosa por una glucosa y una galactosa y la
sacarosa por una glucosa y una fructosa.
HO
OH OH
OH
O
H H
H H
H H
H H
H
Maltosa
H
OH OH
CH2
OH CH2
OH
O O
H
OH OH
OH
O
H H
H H
H H
H H
H
Lactosa
H
OH OH
CH2
OH CH2
OH
O O
OH
HO
OH
O
H
H H
H
H
H
H
H
Sacarosa
OH
HO
CH2
OH
CH2
OH
HOH2
C
O O
Polisacáridos: formados por muchos monosacáridos. Pueden ser simples, como la celulosa,
que es un polímero lineal que forma la pared de las células vegetales y que está formado por
la condensación de muchas moléculas de glucosa, con las consiguientes pérdidas de molécu-
las de agua. También en vegetales como el arroz, trigo, maíz o papas, se encuentra el almidón,
formado por glucosas dispuestas como un componente lineal y otro ramificado.
HO
OH
HO
OH
OH OH OH
OH OH
H
H
H
H
O
O H
H
H
O
O O
H
H
H H H
H
H
H
HO
OH
Almidón Glucógeno
HOH
2
C HOH
2
C
OH
OH
OH
OH
OH
ENLACE a (1,69)
ENLACE a (1,4)
OH
OH
O
O O
H
H H
H
H H H
H
H
H
H
H H
H
O
H
O
O
O
OH

HO HO
OH
H
H H
H
H
H
H
H
O
O
O O
O
H
OH
OH
H
OH
Celulosa
En los animales, el polisacárido más abundante es el glucógeno, que está formado por gluco-
sas muy ramificadas. En el hombre, los excesos de glucosa ingeridos, que podrían escaparse
de la célula por difusión, se concentran en el glucógeno. Por ello, constituyen una importante
reserva de energía para el organismo. Principalmente se encuentra concentrado en los mús-
culos e hígado. Estos polisacáridos no cristalizan, son prácticamente insolubles en agua, tienen
alto peso molecular y poco sabor dulce.
c. Los Lípidos
Los lípidos constituyen una clase numerosa de compuestos orgánicos de variada composición
química. Una característica común a todos es su insolubilidad en agua y solventes polares y su
solubilidad en solventes no polares como el éter, cloroformo, benceno, acetona, etc. Al igual
que los carbohidratos, desempeñan papeles importantes en el almacenamiento de energía
y como componentes estructurales. Los compuestos de este grupo incluyen los ácidos grasos,
los lípidos saponificables (ácido graso con otra molécula) como los triglicéridos o grasas neu-
tras, los fosfolípidos y las ceras, y los lípidos insaponificables como el colesterol, las hormonas
esteroidales, y la vitamina D.
Las grasas neutras están formadas por glicerol con uno, dos o tres ácidos grasos, algunos de
los cuales no son sintetizados en el organismo humano (ácidos grasos esenciales), denominán-
dose respectivamente como mono, di o triglicéridos. Un ácido graso es un ácido carboxílico
alifático de cadena larga que se encuentra tanto en grasas como en aceites naturales. Las
largas cadenas hidrocarbonadas que componen los ácidos grasos terminan en grupos car-
boxilo (–COOH), que se unen covalentemente a la molécula de glicerol. Las propiedades físi-
cas de una grasa, como por ejemplo su punto de fusión, están determinadas por las longitudes
de sus cadenas de ácidos grasos y también de si las cadenas son saturadas o no saturadas.
Los ácidos grasos pueden estar saturados si solo presentan enlaces simples o insaturados si tie-
nen átomos de carbono unidos por enlaces dobles. Las cadenas rectas de los ácidos grasos
saturados permiten el empaquetamiento de las moléculas, produciendo un sólido como la
manteca o el sebo. Generalmente tienen un alto número de carbonos, tendrán altos puntos
de fusión, serán sólidos a temperatura ambiente y se les denomina como grasas. En cambio,
en los ácidos grasos insaturados, sus dobles enlaces provocan que las cadenas se doblen; esto
tiende a separar las moléculas, produciendo un líquido como el aceite de oliva o de girasol.
Generalmente tienen un bajo número de carbonos, un bajo punto de fusión, permanecen
líquidos a temperatura ambiente (20ºC) y se les denomina aceites.
Saturado
Insaturado
Las grasas neutras pueden almacenarse en grandes cantidades, tanto en vegetales (aceites),
como en animales (grasas), constituyendo las reservas energéticas de esos organismos. En la
especie humana, los triglicéridos se acumulan en el interior de células grasas o adipocitos, for-
mando el tejido adiposo. La mayor parte se acumula como un panículo adiposo, subcutánea-
mente, mientras que el resto se distribuye en el abdomen, glándulas mamarias, región glútea,
caderas y muslos.

Editorial Moraleja
16
En los varones, la grasa tiende a acumularse en la mitad superior del cuerpo, mientras que
en la mujer el almacenamiento se produce en la mitad inferior. Con los años se observa una
ligera tendencia al aumento en la proporción de grasa, mientras que el componente muscular
disminuye.
Además de servir como reservorio energético para los períodos de ayuno o de aporte insufi-
ciente, las grasas sirven de aislante térmico permitiendo soportar mejor las bajas temperaturas
y como relleno amortiguador de golpes.
Entre los lípidos complejos destacan los fosfolípidos, que son los principales componentes es-
tructurales de las membranas celulares y están formados por una molécula de glicerol a la cual
se esterifican en C1
y C2
dos cadenas de ácidos grasos, que constituyen la parte hidrofóbica de
la molécula. En el C3
se une un grupo fosfato, cuyos oxígenos están cargados negativamente
al pH celular, y al cual puede unirse un alcohol polar que puede ser neutro o tener carga
positiva o negativa. Fosfato y alcohol constituyen el extremo hidrofílico de la molécula. Los
fosfolípidos son, por ende, moléculas anfipáticas, con un extremo hidrofóbico y otro hidrofílico.
Abundan en el tejido nervioso y en las membranas celulares.
Al entrar en contacto con el agua, las moléculas de fosfolípidos se organizan formando mice-
las o bicapas. En estas estructuras, las cadenas hidrofóbicas de ácidos grasos se alinean con
otras, interactuando entre ellas y dejando sus extremos hidrofílicos en contacto con el agua.
Estas estructuras son relativamente estables, pero factibles de romper si se usan compuestos de
características similares a las de un fosfolípido, es decir, que tengan una parte hidrofílica y una
hidrofóbica, como es el caso de los detergentes.
Cabeza polar
(hidrofílica)
Cabeza apolares
(hidrofóbicas)
Fosfato
Glicerol
Fosfolípido
Las ceras son ácidos grasos con alcoholes monovalentes de 15 a 20 átomos de carbono.
Algunas tienen función estructural, como la cera de abejas, otras son protectoras, lubricantes
o impermeabilizantes.
Los esteroides son lípidos derivados de un compuesto llamado ciclopentanoperhidrofenan-
treno. Uno de los más difundidos es el colesterol, molécula formada por cuatro anillos fusiona-
dos entre sí, de los cuales tres contienen seis átomos de carbono y el cuarto cinco átomos de
carbono y que presentan radicales hidroxilados en el núcleo esteroidal.
Testosterona
Colesterol
Vitamina D
Cortisona
H
3
C
H
3
C
H
3
C
H
3
c
O
O
O
O
C
H
3
C
H
3
C
H
3
C
H
3
C
H
3
C CH
2
OH
CH
3
CH
3
CH
3
CH
3
CH
3
OH
HO
OH
OH
El colesterol puede ser precursor de otros esteroides importantes son las hormonas: estrógenos,
progesterona, testosterona, cortisol, aldosterona y también la vitamina D.
En los tejidos animales, los lípidos más abundantes son los triglicéridos. Estos son hidrolizados por
lipolisis alcalina y dan como resultado al glicerol y los ácidos grasos.

d. Ácidos Nucleicos
Son las moléculas responsables del traspaso de información genética de un sistema biológico
a otro. Existen dos tipos de ácidos nucleicos: el ácido desoxirribonucleico (ADN) y los ácidos
ribonucleicos (ARN). Ambas clases de macromoléculas, de alto peso molecular, son polímeros
de una molécula básica denominada nucleótido. Un nucleótido es una biomolécula que está
formada por uno o más grupos fosfato (formados por fósforo y oxígeno), un azúcar de cinco
átomos de carbono, desoxirribosa o ribosa (formada por carbono, oxígeno e hidrógeno) y por
una base nitrogenada, purina o pirimidina (formada por carbono, nitrógeno e hidrógeno), uni-
dos por enlaces covalentes.
Las bases nitrogenadas son anillos cíclicos compuestos por C, H y N. Existen dos tipos de bases:
púricas y pirimídicas. A su vez, existen 2 bases púricas, la guanina (G) y la adenina (A), mientras
que las bases pirimídicas son 3: timina (T), citosina (C) y uracilo (U).
Las pentosas son monosacáridos, en el ADN se encuentra la desoxirribosa, mientras que en
el ARN el azúcar es la ribosa. La unión de una base nitrogenada con una pentosa origina un
nucleósido.
OH H
Ribosa Desoxirribosa
OH OH
H H
HOCH2
HOCH2
H H
H H
H H
OH OH
O O
El fosfato, es una molécula inorgánica derivada del ácido fosfórico que se une a la pentosa por
medio de un enlace covalente.
El ADN: Es una macromolécula formada por 2 cadenas de nucleótidos enfrentadas por sus
bases nitrogenadas y unidas por puentes H en una estructura cuaternaria conocida como
“doble hélice”.
Par de bases
nitrogenadas
0,34nm 3,4nm
1 nm
2 nm
Armazon de
unidades
azúcar-fosfato
Linea del eje
central

Editorial Moraleja
18
¿Sabías qué?
La denominación de “guanina” se debe a que fue aislada por primera vez a partir de
guano de aves
La macromolécula de ADN contiene, en la secuencia de sus bases nitrogenadas, toda la infor-
mación genética del organismo y se encuentra en el núcleo de las células eucariontes, en los
organelos: mitocondrias y cloroplastos, en algunos virus y en las células procariontes en forma
libre en su protoplasma.
Los ARN: Son macromoléculas de cadena única que, al igual que el ADN, están formados por
nucleótidos unidos por enlaces fosfodiéster. Sin embargo se diferencian del ADN por la pentosa
y porque mientras las bases del ADN son la adenina, timina, guanina y citosina, en el ARN la
timina es reemplazada por el uracilo.
Existen 3 tipos de ARN: mensajero, transferencia y ribosomal, cada uno con una configuración
diferente y una función distinta. Se les puede localizar tanto en el núcleo como en el cito-
plasma de los eucariontes, de acuerdo a su tipo.
El ARN mensajero (ARNm), copia la información que tienen el ADN sobre la constitución de
una proteína (enzima) específica y la transporta hacia los ribosomas citoplasmáticos. Los ARN
de transferencia (ARNt), son moléculas pequeñas, de no más de 90 nucleótidos plegados en
forma de “hoja de trébol” y cuya función es transportar los aminoácidos hacia el sitio preciso
de ensamblaje en la molécula de proteína, de acuerdo con la secuencia que trae el ARNm.
El ARN ribosómico (ARNr) forma los ribosomas junto a ciertas proteínas, donde se traduce la
información que trae el ARNm en una proteína.
Otros nucleótidos importantes son el ATP, nucleótido de adenosina, que tiene su molécula de
adenosina unido a 3 grupos fosfato y que participa en la transferencia de energía, el ADP, con
dos fosfatos y el AMP con un grupo fosfato.
Tabla: Comparación de los ácidos nucleicos
ADN ARN
Localización
Primariamente en el núcleo,
también en las mitocondrias y
cloroplastos
Principalmente en el citoplasma, en
los ribosomas y en el nucléolo
Pentosa Desoxirribosa Ribosa
Bases púricas Adenina – Guanina Adenina – Guanina
Bases pirimídicas Citosina – Timina Citosina – Uracilo
Función celular Información genética Síntesis de proteínas

¿Recuerdas que?
El enlace glucosídico corresponde a un enlace covalente que se establece entre el grupo
–OH del carbono 1 de un monómero y el –OH del carbono 4 del monómero siguiente. Este
tipo de enlace une los monosacáridos para formar un polisacárido y también entre una
base nitrogenada y una pentosa en los nucleótidos.
El enlace peptídico es un enlace covalente que se establece entre el grupo amino de un
aminoácido y el grupo carboxilo de un segundo aminoácido. Mediante este tipo de enlace
se forman las cadenas de aminoácidos que constituyen los polipéptidos o las proteínas.
El enlace fosfodiéster corresponde a un enlace covalente que se establece entre dos nu-
cleótidos en una cadena de ADN o ARN. Está constituido por un grupo fosfato unido a los
azúcares de dos nucleótidos adyacentes en la cadena.
El puente de hidrógeno es una atracción electrostática entre un átomo electronegativo
(tales como oxígeno y nitrógeno) y un átomo de hidrógeno unido covalentemente a un
segundo átomo electronegativo.
El puente disulfuro (–S–S–), es un enlace covalente que se forma entre 2 cisteínas en algu-
nas proteínas, mediante la oxidación del residuo (–SH) de cada una de ellas.
e. Reconocimiento de las moléculas orgánicas
i. Carbohidratos
2 Los carbohidratos pueden encontrarse como monosacáridos, disacáridos o polisacáridos.
2 Los monosacáridos, como la glucosa, se reconocen con el reactivo de Fehling (en base a
sulfato de Cu), que desde color azul, torna a rojo ladrillo.
2 Los disacáridos como la lactosa o la maltosa se reconocen con el reactivo de Benedict,
que tiene un color azul que vira a color rojo anaranjado.
2 Los Polisacáridos como el almidón se reconocen con lugol (en base a yodo) que los tiñe de
color violeta.
ii. Lípidos
2 Con Sudán III o Sudan IV se tiñen de color rojo escarlata.
iii. Proteínas
2 Con Ácido Nítrico (reacción xantoproteica) se tiñen de color naranjo.
2 Con Biuret, este indicador adquiere un color violeta al mezclarlo con proteínas, mientras
que con péptidos con dos o más enlaces peptidicos toma una coloración rojo ladrillo.
iv. Ácidos nucleicos
2 El reactivo de Feulgen tiñe de color morado el ADN.
5. EL METABOLISMO CELULAR
Los seres vivos realizan una infinidad de procesos tales como: crecer, desplazarse, reparar su
estructura, etc. Cada uno de esos procesos necesita energía, por lo cual, debe producirse una
transferencia de energía desde el Universo a los sistemas vivos. La casi totalidad de los sistemas
vivientes utilizan la energía que proviene del sol (luminosa) que es transformada por los vegeta-
les en energía química y posteriormente en otras formas por las plantas y los animales.
La energía química se encuentra en átomos y moléculas asociada a los electrones que po-
seen estas estructuras. Mientras mayor es la distancia de un electrón con respecto al núcleo de
su átomo, mayor es su contenido energético. Al acercarse al núcleo, el electrón se desprende
de parte de la energía que poseía, la cual puede utilizarse en la realización de reacciones quí-
micas o emitirse como radiación. Al agregarle energía a un átomo, los electrones la captan y
se trasladan hacia niveles de mayor energía. Por ello, la energía química se asocia siempre a
los electrones.

Editorial Moraleja
20
En los sistemas vivientes, los átomos y las moléculas reaccionan a través de sus electrones,
los cuales pueden compartirse, cederse o captarse, originando productos más simples o más
complejos, según el caso. Estas reacciones químicas implican un intercambio de energía que
es necesario puntualizar.
Algunas reacciones, denominadas exergónicas, “liberan o desprenden energía”, puesto que
el nivel energético de los productos es menor del que tenían los reactantes. La energía que se
libera en estas reacciones puede ser aprovechada por la célula.
Contenido
de energía
de las
moléculas
Glucosa + O2
CO2
+ H2
O
Energía de
activación
Energía
liberada
Alto
Bajo
Progreso de la reacción
Combustión de la glucosa (azúcar)
Reacción exergónica
Contenido
de energía
de las
moléculas
glucosa
CO2
+ H2
O
Energía de
activación Energía
neta
capturada
Alto
Bajo
Fotosíntesis
Reacción endergónica
En cambio, otras reacciones, denominadas endergónicas “consumen” energía porque para
poder efectuarse debe suministrársele continuamente energía. Por ello, sus productos tendrán
más energía de la que tenían los reactantes.
Como muchas de las reacciones que suceden en las células son endergónicas, (duplicación
de ADN, síntesis de proteínas, transporte activo, etc.), es imprescindible que se asegure el sumi-
nistro de energía para que se lleven a cabo; esto se efectúa acoplando una reacción exergó-
nica a la reacción endergónica.
Normalmente, el acoplamiento se realiza indirectamente a través de sustancias intermediarias,
capaces de guardar energía en forma transitoria. El intermediario más importante dentro de
la célula es el ATP.
¿Sabías qué?
El ATP, (Adenosín Tri Fosfato), es un nucleótido con 3 grupos fosfato. La unión del 2º y 3º
grupo fosfato al AMP requiere cierto suministro de energía, por lo tanto, la ruptura del en-
lace de estos grupos fosfato libera la energía acumulada en ellos (aproximadamente 10
kcal/mol de ATP).
En la molécula de ATP, el grupo fosfato terminal se puede separar mediante hidrólisis para
entregar la energía, dejando un fosfato libre y quedando como ADP. El fosfato libre se
puede utilizar o transferir a una molécula aceptora que se “fosforaliza”, elevándose su
contenido energético.

El Rol de las Enzimas
Todas las reacciones químicas, tanto las endergónicas como las exergónicas, requieren para
iniciarse que los reactantes superen una cierta “barrera de energía” llamada energía de acti-
vación o energía cinética mínima requerida por un sistema de partículas para que se produzca
una reacción.
Contenido
de energía
de las
moléculas
Alto
Bajo
Energía de
activación sin
catalizador
Energía de activación
con catalizador
Reactantes
Productos
El nivel energético de los reactantes determina la velocidad con que éstos se mueven y chocan
entre sí para reaccionar. Este movimiento está directamente relacionado con la temperatura.
Uno de los aspectos más notables de los procesos metabólicos es que ellos ocurren a la tem-
peratura celular que es relativamente baja. Para lograr algunas de esas reacciones en un
laboratorio, sería necesario calentar las sustancias reactantes a 100º o más grados Celcius,
temperatura incompatible con la vida de cualquier organismo. Sin embargo, en la masa proto-
plasmática tales reacciones se realizan con increíble velocidad a la temperatura celular. Esta
eficiencia se debe fundamentalmente a la acción de las enzimas.
A. Enzimas
Son sustancias químicas que cumplen la función de catalizador orgánico (biocatalizador), dis-
minuyendo la energía de activación y, consecuentemente, se produce un aumento de la
velocidad de la reacción. Las enzimas son catalizadores biológicos capaces de aumentar
entre 10
5
y 10
17
veces la velocidad de una reacción. Las reacciones catalizadas por enzimas
se caracterizan por la formación de un complejo entre el sustrato y la enzima (complejo ES).
El sustrato se une a una región específica de la enzima denominada sitio activo, el cual está
determinado por la secuencia de un pequeño número de aminoácidos. Como consecuencia
de esta interacción, la enzima experimenta un cambio conformacional.
Los sustratos entran al sitio activo
con una orientación específica
Los sustratos y el sitio activo
cambian de forma, promoviendo
la reacción entre sustratos
Los sustratos, unidos entre sí, salen
de la enzima; la enzima está lista
para recibir nuevos sustratos
1
2
3
Sustratos
Sitio
activo de
la enzima
1
2
3
Enzima
Al igual que todo catalizador no participa directamente de la reacción, por lo cual, se pueden
recuperar por completo al finalizar la reacción ya que no son alteradas químicamente. De esa

Editorial Moraleja
22
manera actúan en cantidades muy pequeñas. No está demás insistir en que los catalizadores
no inducen el desarrollo de una reacción, sólo modifican su velocidad.
Las enzimas son todas proteínas, por lo tanto, comparten las mismas características de estas
macromoléculas:
2 Son altamente específicas,
2 Tienen un alto peso molecular y, por lo tanto
2 No son dializables.
2 Son termolábiles, es decir, afectadas por los excesos de temperatura, como también por los
cambios bruscos de pH (desnaturalización proteica).
Sin embargo, en la célula existen otras moléculas con actividad enzimática que no son proteí-
nas. Se llaman ribozimas y corresponden a ácidos nucleicos del tipo ARN.
En general, las enzimas llevan el nombre del sustrato que modifican o el de la actividad que
ejercen, más el sufijo asa. Así, existen nucleasas o endonucleasas (degradan ácidos nucleicos),
lipasas (degradan lípidos), quinasas (agregan fosfatos), etc.
a. Localización de las enzimas
1. Intracelulares (la mayoría). Son producidas en una célula y ejercen su acción catalítica
dentro de ella.
2 Particuladas: ligadas a estructuras subcelulares.ej. DNA polimerasa en el núcleo
2 Solubles: en la matriz citoplasmática
2. Extracelulares: ej. enzimas digestivas.
b. Mecanismos de acción enzimática
La velocidad de una reacción depende de la frecuencia con que chocan las moléculas de
reactantes, de tal forma que se favorezca la reacción. Para que los choques entre reactantes
originen productos, las sustancias que colisionan deben tener la orientación correcta y deben
poseer la energía suficiente para acercarse a la configuración física de los átomos y enlaces
de los productos de reacción.
En toda reacción existe un punto de máximo nivel energético denominado estado de transi-
ción, un arreglo inestable de átomos en que los enlaces químicos están en proceso de forma-
ción o de ruptura. La energía que se requiere para llegar a este estado de transición a partir
del estado basal (de mínima energía) de los reactantes se denomina energía de activación.
La energía de activación corresponde a la diferencia entre la energía de los reactantes en
su estado fundamental y su estado de transición. Los reactantes deben superar la energía de
activación para transformarse en productos
Muchas enzimas tienen una alta especificidad por sus sustratos y suelen no aceptar molécu-
las relacionadas o que tengan una forma ligeramente distinta. Esto puede explicarse consi-
derando que la enzima y el sustrato exhiben una interacción semejante a una llave con su
cerradura.
Sin embargo, en otros casos esta relación no es tan rígida y la enzima muestra cierta flexibilidad
para acomodar el sitio activo al sustrato, en lo que se conoce como encaje inducido.
La catálisis enzimática, es decir, la transformación del sustrato en productos, por la acción de
las enzimas, es explicada por dos mecanismos. El primero, es que parece producirse por una
mayor eficiencia de los choques entre las sustancias que reaccionan, como producto de una
mayor proximidad y de una orientación óptima para la interacción de los sustratos. Otra hipó-
tesis sugiere que al unirse la enzima al sustrato, se producen tensiones que o rompen al sustrato
para formar los productos, o bien debilitan algunos enlaces favoreciendo la formación de
otros para sintetizar los nuevos productos.

c. Regulación enzimática
La actividad de las enzimas es regulable. Algunas enzimas son producidas en forma inactiva
y deben ser activadas, removiéndoles el grupo inhibidor por cambios en el pH, mientras que
otras deben ser activadas por sustancias químicas llamadas cofactores enzimáticos.
holoenzimas =
(enzima activa)
apoenzima + cofactor
(enzima inactiva)
Los cofactores pueden ser iones inorgánicos: Mg
+2
, Mn
+2
, Ca
+2
, Zn
+2
, Na
+1
, etc. (nunca proteínas)
2 Coenzimas: moléculas orgánicas no proteicas, derivadas de vitaminas hidrosolubles:
FAD (flavina adenina dinucleótido), FMN (flavina mononucleótido), derivadas de la
riboflavina o vitamina B2
; NAD y NADP de vit. PP o nicotinamida.
2 Grupos prostéticos: coenzimas unidas estrechamente a la proteína, por ejemplo el
grupo hem, un conjunto de 4 proteínas unidas con el ión Fe
+3
, es el grupo prostético de
la enzima catalasa.
d. Inhibición enzimática
La actividad de las enzimas también puede ser inhibida por “venenos enzimáticos” que son
capaces de interferir e incluso anular la actividad de las enzimas. La inhibición de las enzimas
se puede clasificar en dos categorías irreversible y reversible. La inhibición irreversible puede
producirse por la desnaturalización de la enzima o bien a la formación de un enlace covalente
entre la enzima y otra molécula. La inhibición reversible puede darse en dos formas:
2 Competitiva: cuando un compuesto de estructura similar a la del sustrato forma un com-
plejo con la enzima, análogo al complejo E–S. Este tipo de inhibición puede revertirse agre-
gando altas concentraciones de sustrato.
2 No competitiva: el inhibidor y el sustrato no se relacionan estructuralmente, pero igual se
unen a través de sendos puntos de sus moléculas.
La actividad de una enzima puede ser modificada de acuerdo a las necesidades metabólicas
de la célula, por diversas maneras. Una de ellas se denomina inhibición por producto final, y
consiste en que la sustancia resultante de una serie de reacciones sea capaz de unirse a la
enzima que cataliza la primera de éstas, disminuyendo su eficiencia. De esta manera se evita
que se forme más producto de lo necesario.
También puede ocurrir que la sustancia se comporte como activadora, favoreciendo la ac-
ción de la enzima y, por lo tanto, impulsando la serie de reacciones.
La teoría de la regulación alostérica propone que una sustancia inhibidora o activadora,
puede unirse a un lugar particular de la enzima, llamado sitio alostérico, distinto del sitio activo,
y cambiar la conformación de la proteína, como consecuencia de lo cual surge una modifi-
cación de su actividad catalítica.

Editorial Moraleja
24
B. Factores que afectan la actividad enzimática.
a. Concentración de sustrato
A una concentración de enzima constante, se
cumple que a mayor concentración de sustrato
mayor velocidad de reacción enzimática. Esto es
válido hasta el punto de saturación (X), donde la
velocidad permanece constante a pesar de au-
mentar la concentración de sustrato debido a que
todas las enzimas se encuentran “ocupadas” re-
accionando con los sustratos.
b. Temperatura
Las enzimas tienen un rango de temperatura óp-
timo para actuar. Fuera de ese rango la actividad
enzimática disminuye paulatinamente. Para las en-
zimas humanas el rango de temperatura óptimo es
entre 36ºC y 37ºC aproximadamente.
c. pH
Las enzimas tienen un rango de pH óptimo para actuar. Fuera de ese rango la actividad enzi-
mática disminuye paulatinamente.
1 1
14 14
Actividad
enzimática
Actividad
enzimática
Tripsina Pepsina
pH pH
d. Concentración de la enzima
La velocidad de reacción es directamente propor-
cional a la concentración de enzima, siempre que
exista un exceso de sustrato
X
Actividad
enzimática
Concentración de sustrato
0 15 30 45
Actividad
enzimática
Actividad
máxima
Temperatura
(ºC)
Temperatura
óptima
Velocidad
enzimática
Concentración de enzima

Preguntas de ejercitación
1. Los seres vivos son selectivos en cuanto a su composición química porque:
I. Concentran ciertos elementos químicos.
II. Poseen solo elementos químicos livianos.
III. Tienen elementos químicos distintos a los de su medio ambiente.
A) Solo I.
B) Solo II.
C) Solo III.
D) Solo I y II.
E) I, II y III.
2. La composición química específica de la estructura de un organismo vivo depende:
I. De los materiales disponibles en el ambiente donde vive y se desarrolla.
II. De la información genética del organismo que le permite seleccionar los materiales
del ambiente.
III. De la capacidad del organismo para fabricar las enzimas de las vías anabólicas
para sus materiales específicos.
A) Solo I.
B) Solo II.
C) Solo I y II.
D) Solo I y III.
E) I, II y III.
3. Son características de los seres vivos:
I. La adaptación al medio ambiente.
II. La capacidad de responder a estímulos.
III. El poder transformar energía calórica en mecánica.
A) Solo I.
B) Solo II.
C) Solo I y II.
D) Solo I y III.
E) I, II y III.
4. Para observar el grado de condensación de la cromatina de una célula, la forma de su núcleo y
la forma celular, se requiere al menos el uso de:
A) Microscopio óptico.
B) Lupa estereoscópica.
C) Microscopio de luz polarizada.
D) Microscopio electrónico de barrido.
E) Microscopio electrónico de transmisión.

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26
5. ¿Cuál de los siguientes componentes del protoplasma es el más abundante?
A) Sales minerales.
B) Carbohidratos.
C) Proteínas.
D) Lípidos.
E) Agua.
6. En la mayoría de las reacciones metabólicas hay desprendimiento de calor, que de no controlarse
sería nocivo para la célula. La temperatura del organismo permanece constante por:
I. El alto coeficiente calórico del agua.
II. La gran masa de agua en el protoplasma.
III. La formación de moléculas de agua en las reacciones de síntesis.
A) Solo I.
B) Solo II.
C) Solo I y II.
D) Solo II y III.
E) I, II y III.
7. El compuesto orgánico más abundante en la mayoría de los tejidos animales sanos corresponde
a:
A) Lípidos.
B) Vitaminas.
C) Proteínas.
D) Carbohidratos.
E) Ácidos nucleicos.
8. Los monosacáridos cumplen con importantes funciones en el organismo, entre las que se cuentan:
I. Servir de combustible celular.
II. Catalizar procesos metabólicos.
III. Constituir unidades de polisacáridos.
A) Solo I.
B) Solo I y II.
C) Solo I y III.
D) Solo II y III.
E) I, II y III.

9. En un tubo de ensayo se mezcla una solución de lactosa con una de lactasa. Después de 30 minutos
a 37°C, se determina que el tubo contiene lactosa, lactasa y cantidades iguales de glucosa y
galactosa. ¿Cuál de las siguientes alternativas ofrece una interpretación razonable de esos datos?
A) La lactosa y la lactasa se descomponen a 37°C.
B) La lactosa consiste en unidades de monosacáridos de glucosa y galactosa.
C) La lactosa consiste solamente en unidades monosacáridos de galactosa que a su vez
pueden descomponerse y transformarse en glucosa.
D) La concentración de lactasa al final del experimento es inferior que al principio.
E) La concentración de lactosa es la misma al principio y al final del experimento.
10. Se denomina ácidos grasos esenciales a aquellos que:
A) Tienen pocos carbonos.
B) No se sintetizan en el organismo.
C) Se necesitan en grandes cantidades.
D) Almacenan gran cantidad de energía.
E) Son fundamentales para el organismo.
11. ¿Cuáles de las siguientes sustancias pueden ser utilizadas como reserva energética?
I. Almidón.
II. Celulosa.
III. Glucógeno.
IV. Triglicérido.
A) Solo I y II.
B) Solo I y III.
C) Solo III y IV.
D) Solo I, III y IV.
E) Todas las nombradas.
12. Entre las funciones que desempeñan las grasas en los seres vivos se incluyen:
I. Constituir una reserva energética.
II. Formar parte de las membranas plasmáticas.
III. Ser precursores en la síntesis de algunas hormonas.
A) Solo II.
B) Solo I y II.
C) Solo I y III.
D) Solo II y III.
E) I, II y III.

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28
13. La desnaturalización es un proceso que consiste en:
A) El cambio en la configuración de una proteína.
B) La pérdida de estructura de una macromolécula orgánica.
C) Un cambio brusco de temperatura a que es sometido un ácido graso.
D) La degradación de una proteína hasta los aminoácidos que la conforman.
E) La adición de hidrógenos a un ácido graso insaturado para transformarlo en saturado.
14. Si a células en cultivo que sintetizan una proteína, le suministramos leucina marcada con un
radioisótopo en el interior de la célula, ¿Cuál de las siguientes estructuras celulares cree usted
podría aparecer marcada con el radioisótopo?
A) Lisosomas.
B) Ribosomas.
C) Mitocondrias.
D) Centro celular.
E) Todas.
15. Si una planta incorpora salitre (NaN*O3
), cuyo Nitrógeno ha sido marcado radioactivamente, la
marca (*) NO se observará en:
A) Las enzimas.
B) La pared celular.
C) Los aminoácidos.
D) Los ácidos nucleicos.
E) La membrana plasmática.
16. ¿En cuál de los siguientes procesos metabólicos se produce desprendimiento de agua?
A) Hidrólisis.
B) Fotosíntesis.
C) Condensación.
D) Deshidratación.
E) Síntesis de proteínas.
17. Se entiende por estructura secundaria de una proteína:
A) Su condición globular.
B) Su composición aminoacídica.
C) La unión de tres o más cadenas polipéptidos.
D) La estructura determinada por puentes disulfuro.
E) El plegamiento de un polipéptido por puentes de hidrógeno.

18. Un investigador aísla una macromolécula de una célula animal y después de un análisis, se
presentan los siguientes resultados:
I. Los monómeros que la forman presentan fosfato.
II. La macromolécula presenta gran cantidad de nitrógeno.
III. La macromolécula está presente en su núcleo y mitocondrias.
A partir de esta información se puede inferir que la macromolécula es
A) Una proteína.
B) Un fosfolípido.
C) Un polisacárido.
D) Un ácido nucleico.
E) Una hormona esteroidal.
19. Las macromoléculas biológicas se sintetizan a partir de la unión de monómeros. El siguiente
esquema muestra un monómero.
H3
N
H
R O
C O
C
¿Qué se puede inferir respecto a las macromoléculas sintetizadas a partir de este monómero?
A) Algunas tendrán función hidrolítica.
B) Formarán parte de las paredes celulares.
C) Solo se sintetizarán en células autótrofas.
D) Partir de ellos se sintetizarán hormonas sexuales.
E) Representarán una importante reserva energética.
20. La tabla muestra el contenido de cinco tubos de ensayo. Bajo las condiciones apropiadas, se
agrega a cada tubo una proteasa y al cabo de un tiempo se analizan sus contenidos finales.
Tubo Contenido inicial
1 Almidón
2 Ácido desoxirribonucleico
3 Insulina
4 Fosfolípidos
5 Colesterol
¿En cuál de los tubos se debiera encontrar aminoácidos?
A) En el tubo 1.
B) En el tubo 2.
C) En el tubo 3.
D) En el tubo 4.
E) En el tubo 5.

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30
Capítulo 1
Ejercicios │ Biomoléculas
1. En ciencias, una hipótesis es una proposición que:
A) Es susceptible de ser sometida a prueba.
B) Es provisoria, porque a futuro puede ser revisada.
C) Debe ser compatible con el conocimiento disponible.
D) Intenta explicar un fenómeno observable en la naturaleza.
E) Todas las anteriores.
2. Una mujer consulta al medico por presentar hinchazón de la garganta, dificultad respiratoria, tos
ronquera y dificultad para deglutir. El medico piensa que la mujer presenta una hipersecreción de la
glándula tiroides. Lo que el medico piensa, corresponde a:
A) Una conclusión.
B) Una hipótesis.
C) Un procedimiento experimental.
D) Un problema de investigación.
E) Un resultado.
3. De los siguientes cinco términos, el que incluye a los otros cuatro es:
A) Agua.
B) Iones.
C) Enzimas.
D) Organelo.
E) Membrana.
4. Las siguientes son características de los seres vivos EXCEPTO:
A) Reproducirse y mutar.
B) Ser quimiosistemas abiertos y autocontrolados.
C) Sintetizar todos los componentes que necesitan.
D) Reaccionar ante los estímulos de los medios externo e interno.
E) Tomar del medio la materia y energía que intervienen en sus reacciones.
5. El estudio de la célula se ha enriquecido por el aporte de la microscopia electrónica porque este
método ha permitido:
I. Comprender mejor los niveles de organización de la materia viva.
II. Integrar estructura y función con mayor precisión.
III. Observar material biológico con alto aumento.
A) Solo I.
B) Solo II.
C) Solo III.
D) Solo I y II.
E) I, II y III.

6. ¿Cuál de las afirmaciones siguientes se corresponde(n) MEJOR con el enunciado moderno de la “Teoría
Celular”?
I. Toda célula proviene de otra célula.
II. Los seres vivos están organizados en unidades morfofuncionales denominadas células.
III. La célula es una unidad biológica que puede vivir en un sistema libre de otros sistemas
vivos.
A) Solo I.
B) Solo II.
C) Solo III.
D) Solo I y II.
E) I, II y III.
7. ¿En cuál(es) de las siguientes opciones se relaciona(n) correctamente el elemento con su función en el
organismo?
I. Calcio coagulación sanguínea.
II. Fierro síntesis de hemoglobina.
III. Fósforo estructura de huesos y dientes.
A) Solo I.
B) Solo II.
C) Solo I y II.
D) Solo I y III.
E) I, II y III.
8. La exposición de una célula hepática a temperaturas superiores a 60º C resulta en daño celular
irreversible debido a que:
A) La célula cesa de fagocitar.
B) Las enzimas celulares se inactivan.
C) El núcleo pierde gran parte de su cromatina.
D) El agua intracelular se pierde por evaporación.
E) A esta temperatura se destruye la membrana plasmática.
9. De las siguientes opciones, ¿cuál de ellas representa a un monómero y a un polímero, respectivamente?
A) Aminoácido – nucleótido.
B) Proteína – aminoácido.
C) Glicógeno – glucosa.
D) Glucosa – almidón.
E) ADN – nucleótido.

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32
10. Si se analiza químicamente una molécula de origen biológico y se constata que ésta es insoluble
en agua y está constituida exclusivamente por C, H y O, entonces, de las opciones propuestas, esta
molécula correspondería a:
A) Un polisacárido.
B) ADN.
C) Un fosfolípido.
D) Una proteína.
E) ARN.
11. El esquema muestra una parte de un biopolímero. La letra X indica el enlace entre un monómero y el
siguiente.
O
X
O
Al respecto, es correcto afirmar que el enlace X se denomina:
A) Glucosídico.
B) Peptídico.
C) Fosfodiéster.
D) Puente disulfuro.
E) Puente de hidrógeno.
12. Un investigador esta tratando de identificar una macromolécula que aisló de un organismo unicelular.
Algunos de los resultados de su investigación muestran e el siguiente cuadro.
1. La molécula es soluble en agua.
2. Por degradación completa de ella solo se obtuvo glucosa.
3. También se ha encontrado en tejidos vegetales
Del análisis de estos resultados, es posible inferir correctamente que la molécula es:
A) Glicógeno.
B) Colesterol.
C) Una proteína.
D) Almidón.
E) Celulosa.
13. Los aminoácidos son las unidades básicas de las proteínas. La unión química o peptídica entre dos
aminoácidos ocurre entre los grupos:
A) Hidroxilo y carbonilo.
B) Carbonilo y amino.
C) Amino y carboxilo.
D) Carboxilo y carbonilo.
E) Amino e hidroxilo.

14. ¿Cuál(es) de las siguientes moléculas tiene(n) estructura proteica?
I. Colesterol.
II. Glicógeno.
III. Hemoglobina.
A) Solo I.
B) Solo II.
C) Solo III.
D) Solo I y II.
E) Solo II y III.
15. De los 20 aminoácidos que forman proteínas en humanos, algunos de ellos se denominan aminoácidos
esenciales porque:
A) Forman parte de la mayoría de las proteínas.
B) Son sintetizados por el organismo y no se requieren en la dieta.
C) No se sintetizan en cantidades suficientes y deben estar en la dieta.
D) Son sintetizados por microorganismos simbiontes del tracto digestivo.
E) Son los aminoácidos más simples de los cuales se derivan los demás.
16. En un experimento se marcaron radiactivamente varios aminoácidos, los que fueron administrados a un
cultivo celular. Luego de un tiempo, se encontrará marca en:
I. La membrana plasmática.
II. Los cromosomas.
III. El retículo endoplásmico liso.
A) Solo I.
B) Solo II.
C) Solo I y II.
D) Solo I y III.
E) I, II y III.
17. Los lípidos que constituyen las membranas de la célula se caracterizan por:
I. Tener un extremo hidrofílico y otro hidrofóbico.
II. Ser insolubles en detergentes.
III. Ser apolares.
Es (son) correcta(s):
A) Solo I.
B) Solo II.
C) Solo III.
D) Solo I y II.
E) Solo II y III.

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34
18. Con respecto a los ácidos nucleicos, es correcto afirmar que:
A) Las bases nitrogenadas que se encuentran en el ADN son adenina, guanina, citosina y uracilo.
B) Los ácidos nucleicos de tipo ARN mensajero experimentan el proceso de replicación.
C) Los ARN de transferencia están formando parte de los ribosomas.
D) Las bases nitrogenadas que se encuentran en el ARN mensajero son adenina, guanina, citosina
y timina.
E) Los ácidos nucleicos de tipo ADN forman parte de las estructura de los cromosomas.
19. El siguiente diagrama representa un fragmento de una molécula de ADN:
3
2
1
¿En cuál de las siguientes opciones se identifican correctamente las estructuras señaladas con 1, 2 y
3, respectivamente?
A) Timina fosfato adenina.
B) Citosina guanina fosfato.
C) Guanina fosfato adenina.
D) Uracilo adenina ribosa.
E) Adenina timina fosfato.
20. El siguiente gráfico muestra el curso de una reacción enzimática en una reacción química:
Tiempo
Energía
Energía de
activación sin
enzima
Energía de activación
con enzima
reactantes
productos
A partir de su análisis, se puede inferir correctamente que:
I. La enzima disminuye la energía de activación.
II. Sin enzima se acelera la reacción química.
III. Es necesario superar la energía de activación para obtener productos.
A) Solo I.
B) Solo II.
C) Solo III.
D) Solo I y II.
E) Solo I y III.

1. LA CÉLULA
A. Diversidad celular
Sabemos que todos los organismos, y todas las células que los constituyen, descienden por
evolución de una célula ancestral común. En la enorme variedad de seres vivientes, sus células
han debido experimentar modificaciones que le permitan cumplir eficientemente su función.
Ello ha derivado en una gran variedad de formas y tamaños celulares.
a. Forma celular
La Amoeba viridis y los leucocitos cambian frecuentemente de forma. En cambio, los esperma-
tozoides y las neuronas tienen forma característica y definida.
La forma primitiva de las células es esférica debido a la tensión superficial de la gran cantidad
de agua que posee. Así, cuando una célula es aislada en un medio líquido tiende a adoptar
una forma esférica debido a las fuerzas de tensión superficial del agua; por ejemplo, los leuco-
citos mientras circulan por la sangre tienen forma esférica, pero en cuanto salen del torrente
circulatorio adquieren aspecto polimorfo.
Sin embargo, la forma final que adoptan depende de varios factores tales como de su espe-
cialización funcional y su adaptación al medio. Para que una célula pueda cumplir eficiente-
mente con su función específica, es imprescindible una adaptación estructural. Es así como las
células nerviosas, que deben transmitir impulsos bioeléctricos a gran distancia, deban poseer
unas prolongaciones de gran longitud, como son los axones. Otros factores que influyen en la
forma son la rigidez de ciertas estructuras envolventes, como la pared celular, la viscosidad
del protoplasma y la acción mecánica que ejercen células vecinas cuando forman tejidos.
Cuando las células se agrupan en masas compactas para formar tejidos adquieren forma po-
liédrica (muchas caras) debido a las fuerzas recíprocas de adhesión y cohesión que ejercen
las células vecinas. La forma plana es el resultado de una gran adhesión a un sustrato deter-
minado, con poca cohesión intercelular. El equilibrio entre las fuerzas de adhesión y cohesión
origina la forma cúbica, mientras que mucha fuerza de cohesión y poca adhesión origina la
forma cilíndrica.
En cuanto a la viscosidad del protoplasma, ésta puede cambiar en las diferentes células por
acción de factores internos o del medio. Los cambios reversibles de la viscosidad protoplas-
mática son producidos por la capacidad de la célula para absorber o eliminar agua. De este
modo, una absorción de agua, como la que se produce al introducir una célula en un medio
hipotónico, disminuye la viscosidad, mientras que una pérdida de agua ocasionada por me-
dios hipertónicos, aumenta la viscosidad. Aumentos excesivos de temperatura sobre los 60°
C, o cambios bruscos de pH, o agitación mecánica por centrifugación, producen aumentos
irreversibles de la viscosidad por coagulación de las proteínas.
En células vegetales, así como en las procariontes, la presencia de paredes celulares rígidas le
confiere formas definidas, independientes de los demás factores.
“La ciencia será siempre
una búsqueda, jamás un
descubrimiento real. Es un viaje,
nunca una llegada”
— KARL POPPER —
(1902 -1994) FILÓSOFO Y TEÓRICO DE LA CIENCIA
AUSTRIACO.
CAPíTulo 2
CÉLULA

Capítulo 2 | Célula
Editorial Moraleja
36
b. Tamaño celular
El tamaño o volumen celular es también muy variable pero característico para cada tipo celu-
lar. Es así como el alga Acetabularia mediterránea y los huevos de algunas aves, al menos en
un comienzo cuando son células individuales, pueden ser observados a ojo desnudo llegando
a medir 70 a 100 mm de diámetro. Sin embargo, la mayoría de las células son microscópicas y
miden algunos micrones (mm) de diámetro.
En la mayoría de los casos, se observa que una célula crece hasta cierto límite y luego se divide
en dos células hijas. Este par de células crecen hasta alcanzar el volumen anterior y vuelven a
dividirse y así sucesivamente. Las limitaciones del crecimiento celular se deben a dos factores:
la relación superficie-volumen, que hace resaltar principalmente la importancia de las mem-
branas para los intercambios de materiales, y a la relación núcleo-citoplasma.
En el primer caso, si comparamos 2 células cúbicas de 1 y 2 mm de lado (L), el área de las su-
perficies es de (L
2
x 6), es decir, 6 y 24 mm
2
) respectivamente. Por su parte, los volúmenes (L
3
)
serían 1 y 8 mm
3
respectivamente. Por lo tanto, como el área de superficie (membranas) es
proporcional al cuadrado de sus lados y el volumen (citoplasma) es proporcional al cubo de la
longitud de cada lado, el crecimiento volumétrico supera al de superficie y rompe el equilibrio.
En otras palabras la membrana crece más lentamente que el citoplasma y no alcanza a satis-
facer las crecientes necesidades de intercambio que el protoplasma va planteando.
Observa la siguiente imagen
Cubo de 4 cm. Ocho cubos de 2 cm.
Superficie (cm
2
) 96 192
Volumen (cm
3
) 64 64
Superficie/ volumen 1,5 : 1 3:1
En cuanto a la relación núcleo - citoplasma, se sabe que la información genética regula las di-
versas actividades citoplasmáticas tales como la biosíntesis de proteínas. Por ello, si el volumen
de citoplasma sobrepasa la capacidad del ADN para regularlo, se crea una condición de
inestabilidad que desencadena la división. De cualquier forma, ambas relaciones deben man-
tenerse en equilibrio óptimo para que no ocurran cambios importantes en la fisiología celular.
Unidad de medida Símbolo Parte del metro
Milímetro mm 10
-3
Micrómetro mm 10
-6
Nanómetro nm 10
-9
B. Modelos de organización celular
La gran variedad de formas, tamaños y tipos de asociación que presentan las células, corres-
ponden a una adaptación evolutiva a diferentes ambientes o a distintas funciones especia-
lizadas dentro del organismo celular. Sin embargo, dentro de la diversidad, las células deben
poseer cuatro estructuras básicas: una membrana celular, que separa a la célula y, a su vez,
la relaciona con el medio; información genética en forma de ADN, con instrucciones para el
control de las funciones vitales, el crecimiento y especialización celular, a través de proteínas
sintetizadas en los ribosomas y una maquinaria metabólica para obtener energía del medio y
utilizarla en la mantención de los procesos vitales.

Célula | Capítulo 2
Estos requisitos básicos, sólo se cumplen en dos formas de organización de distinta compleji-
dad: la organización procarionte y eucarionte.
a. La célula procarionte
Es la unidad de vida más simple o primi-
tiva, considerándosele como antecesora
de la célula eucarionte. Es así como se
ha logrado identificar células procarion-
tes en fósiles de 3.000.000.000 de años de
antigüedad, mientras que células con ca-
racterísticas eucariontes aparecen recién
en fósiles de 1.000.000.000 de años.
En la actualidad, sólo los organismos de
los dominios Bacteria y Archaea presen-
tan esta clase de células.
La célula procarionte, de pequeño ta-
maño (0,2 mm), se caracteriza por la esca-
sez de compartimientos, razón por la cual, la información genética se encuentra en contacto
directo con el resto del protoplasma. Tienen una estructura relativamente simple que consta
de una membrana plasmática que envuelve una masa protoplasmática, donde destacan el
“cromosoma” y los ribosomas de tipo procarionte.
La membrana plasmática es una estructura constante y fundamental en toda célula. Tiene
la misma composición, organización y funciones que la membrana plasmática eucarionte.
Controla la entrada y salida de iones y moléculas contribuyendo a la mantención de un medio
interno constante y estable. Además, la membrana celular procarionte de las células aeróbi-
cas, presenta adosadas a su cara interna una serie de enzimas relacionadas con la respiración,
mientras que en las células autotróficas tiene enzimas relacionadas con la fotosíntesis. Estos
procesos ocurren en determinados pliegues de la membrana plasmática, tales como las lami-
nillas o lamelas, las cuales representan superficies intracelulares sobre las cuales pueden rea-
lizarse tales procesos. Un tipo particular de pliegue llamado mesosoma, se une al cromosoma
procarionte para permitir la separación ordenada de su cromosoma duplicado.
Por fuera de la membrana plasmática se encuentra una pared celular rígida, que le confiere
forma definida a la célula. Tiene una composición química variable según el organismo, pu-
diendo incluir proteínas, polisacáridos complejos y lípidos. En las bacterias, la pared se com-
pone de un polímero complejo denominado peptidoglicano, compuesto por proteínas y car-
bohidratos, siendo secretado por la propia célula.
En algunos casos, por fuera de la pared celular, suele encontrarse una cápsula o vaina de
aspecto mucilaginoso, generalmente compuesta por carbohidratos segregados por la misma
célula. En ciertas bacterias patógenas, la cápsula determina una más activa capacidad de
infección.
El interior de la célula procarionte está dividido en dos regiones de distinta estructura y función.
La zona más clara, denominada nucleoide o zona nuclear, es aquella donde se encuentra el
“cromosoma procarionte” compuesto sólo por una doble cadena de ADN casi sin proteínas. El
cromosoma procarionte es único y se encuentra notablemente plegado formando un círculo
con alrededor de 1 mm de largo. Contiene toda la información genética necesaria para dirigir
la organización y el funcionamiento celular.
La región más oscura del protoplasma se compone de agua, proteínas, diferentes tipos de
ARN, iones y otras moléculas. Tiene muy pocas estructuras y no está compartimentalizado por
un sistema de membranas intracelulares como ocurre en las células eucariontes. Sin embargo,
contiene varios miles de partículas aproximadamente esféricas, de 20 mm de diámetro llama-
das ribosomas, compuestas químicamente por ARN y proteínas. Cada ribosoma está formado
por dos subunidades de diferente tamaño, pudiendo asociarse en cadenas denominadas po-
lirribosomas o polisomas, constituyéndose en los sitios donde se sintetizan las proteínas.
A pesar de su estructura relativamente simple, los organismos procariontes tienen, en general,
una gran potencialidad metabólica. Si bien la mayoría de los procariontes son heterótrofos,
obteniendo su energía de la oxidación de moléculas orgánicas, en presencia de oxígeno (res-
piración aeróbica) o en ausencia de oxígeno (respiración anaeróbica o fermentación), existen
Pared celular
Ribosamas
Membrana plasmática
Nucleoide
(región con DNA)

Editorial Moraleja
38
algunos con características autotróficas. Por ejemplo, las algas azules obtienen energía oxi-
dando compuestos inorgánicos, es decir, realizan quimiosintesis.
La mayoría de los procariontes tienen formas características que dependen de su actividad y
que mantienen constante. Es así como ciertas bacterias de forma esférica, como las de tipo
coco, son más resistentes a la deshidratación por la menor superficie que exponen al am-
biente. Las de forma cilíndrica, como las bacterias de tipo bacilo, exponen mayor superficie
por unidad de volumen, lo que les permite captar nutrientes del medio con gran eficiencia.
Por último, las con formas espirales y helicoidales, como los espirilos, presentan ventajas para
el desplazamiento.
Existen también algunos procariontes como las clamidias, rickettsias y micoplasmas, que pre-
sentan limitaciones metabólicas que las convierten en parásitos celulares obligados, debiendo
obtener de la célula huésped los nutrientes que necesitan para su formación y reproducción.
Los organismos procariontes, comúnmente unicelulares, se reproducen por simple división. Los
productos de la división celular pueden permanecer como células libres o quedar asociados
formando colonias con forma de racimos, cadenas o filamentos.
Cuando el suministro de nutrientes empieza a escasear o las condiciones de temperatura y
humedad se hacen poco favorables, muchas bacterias forman esporas, deshidratándose
para disminuir su metabolismo y formando una doble membrana plasmática y varias capas de
pared celular. Así, con su cromosoma duplicado y algunos ribosomas, pueden resistir condicio-
nes ambientales extremas por varios años.
b. La célula eucarionte
Las células eucariontes son generalmente de mayor tamaño que las de organización proca-
rionte y se les encuentra en los organismos de la división Eukarya a la cual pertenecen los reinos
Protista, Fungi, Metafita (Plantae) y Metazoo.
Se caracterizan por presentar un complejo sistema de compartimientos intracelulares limitados
por membrana, que permiten a estas células realizar una gran variedad de funciones o proce-
sos bioquímicos simultáneamente y sin interferencias. De este conjunto de compartimientos, el
que alcanza mayor relevancia es el núcleo, que almacena la información genética.
Núcleo
Citoesqueleto
Mitocondria
Retículo
endoplasmático
Peroxisoma
Nucleólo
Aparato de
Golgi
Cicoplasma
Membrana
plasmática
Centriolo
Ribosomas
El núcleo se encuentra rodeado por un sistema doble de membranas, llamado envoltura nu-
clear o carioteca. La información genética se encuentra codificada en los filamentos de ADN
que se encuentran asociados a proteínas básicas de tipo histonas, formando un complejo su-
pramolecular llamado cromatina.
El citoplasma aparece como una sustancia homogénea, amorfa, en la cual se encuentran
complejos supramoleculares, como los ribosomas y diversas estructuras de forma y tamaño
característico denominadas organelos, entre los cuales se destacan las mitocondrias, cloro-
plastos, retículo endoplasmático, complejo de Golgi, peroxisomas, etc.

Célula | Capítulo 2
Envolviendo a esta masa protoplasmática se encuentra la membrana celular que relaciona a
las células con su medio ambiente o con las células vecinas.
Tabla: Diferencias entre célula procarionte y eucarionte
Característica Célula Procarionte Célula Eucarionte
Organismos Bacterias y cianobacterias
Protistas, hongos, plantas y
animales.
Tamaño 1 a 10 mm 10 a 100 mm
Núcleo
Nucleoide o zona nuclear, sin
membrana.
1 , 2 o pocas hebras de ADN
ADN desnudo o con algunas
proteínas (no histonas)
ADN circular cerrado.
Sin nucléolos.
Núcleo verdadero, envuelto en
membrana.
Muchas fibras de ADN.
ADN asociado a proteínas de
tipo histona
ADN lineal o abierto.
Con nucléolos.
Citoplasma
Sin citoesqueleto: corrientes
citoplasmáticas, endocitosis y
exicitosis ausentes
Citoesqueleto formado por
filamentos proteicos; corrientes
citoplasmáticas, endocitosis y
exocitosis.
División celular Fisión binaria Mitosis, meiosis
Citoplasma
Ribosomas pequeños de 70 s
Con escasa compartimenta-
lizacion
Ribosomas grandes de 70 s a
80 s
Compartimentalizado y con
organelos
Metabolismo
Anaerobio o aerobio Aerobio
Organización celular Unicelular o colonial Pluricelular
Si bien la mayoría de las células eucariontes presenta esta organización característica, existen
notables diferencias entre la célula eucarionte de los animales con respecto a las células de
las plantas.
Así, las células de los vegetales tienen por fuera de la membrana plasmática una gruesa pared
celular formada por una red de fibras, principalmente de celulosa, lignina y pectina. La pared
celular, aunque porosa, otorga rigidez a la célula impidiendo una exagerada distensión de la
membrana cuando en medios hipotónicos ingresa un exceso de agua, manteniendo la forma
celular. Además las células vegetales poseen plastidios para la realización de la fotosíntesis,
numerosos complejos de Golgi, que reciben el nombre de dictiosomas y una gran vacuola
central que acumula importantes cantidades de agua y minerales. En las células de los vege-
tales superiores no se observan centríolos o sus derivados.
La célula animal por su parte, carece de pared celular y plastidios, pero presenta centríolos y
derivados como los cinetosomas. Además tiene lisosomas para la digestión intracelular, suelen
presentar numerosas vacuolas de pequeño tamaño dispersas por el citoplasma, un solo gran
complejo de Golgi y un complejo citoesqueleto interno.
Tabla: Diferencias entre célula animal y célula vegetal
Característica Animal Vegetal
Envolturas Membrana celular
Membrana y Pared celular de
celulosa
Centriolos Presentes No se han observado
Vacuola
Pequeñas, dispersas y
numerosas
Una o dos de gran tamaño en
posición central
Plastidios Ausentes Grandes y numerosos
Complejo de Golgi
De gran tamaño,
especialmente en células
secretoras
Pequeños como dictiosomas
Citoesqueleto
Organizado con organelos y
complejos supramoleculares
asociados
Contiene algunos elementos
del citoesqueleto, aunque
dispersos.

Editorial Moraleja
40
2. INTERCAMBIO DE SUSTANCIAS ENTRE LA CÉLULA Y EL AMBIENTE
Las células pueden tener diferentes tipos de envolturas. Entre ellas está la membrana plasmá-
tica que rodea a la célula, define su extensión y mantiene las diferencias esenciales entre su in-
terior y su ambiente próximo. Las células eucarióticas contienen además membranas intracelu-
lares, que delimitan compartimientos llamados organelos: mitocondrias, cloroplastos, retículos,
etc. La especialización funcional en el curso de la evolución está estrechamente relacionada
con la formación de estos compartimientos.
La matriz extracelular en las células animales y la pared de las células vegetales son otras
envolturas organizadas que proporcionan una protección general y cooperan en la relación
entre la célula y su entorno.
A. La membrana celular
La membrana celular es una delgada estructura que envuelve externamente a todas las célu-
las, manteniendo su individualidad e integridad estructural y funcional.
Químicamente está constituida por cantidades variables de fosfolípidos y proteínas. Además,
posee un pequeño porcentaje de carbohidratos.
Tabla: Composición aproximada de la membrana
Proteínas 55%
Fosfolípidos 25%
Colesterol 13%
Otros lípidos 4%
Carbohidratos 3%
Los lípidos, que son las moléculas más abundantes, forman la estructura básica de la mem-
brana constituyendo una barrera que evita el desplazamiento libre de agua y de las sustancias
hidrosolubles de un compartimiento celular a otro. Estos son principalmente del tipo fosfolípido
con glicerol o con esfingosina (esfingolípidos), glicolípidos. Estos tienen características anfipáti-
cas, es decir, presentan una “cabeza” (donde se encuentra el fosfato), de carácter hidrofílica
o polar y una “cola” (formada por los ácidos grasos), hidrofóbica de características apolares.
Si estas moléculas se colocan en ambientes acuosos, como el que existe fuera y dentro de la
célula, las moléculas de fosfolípidos se dispondrán en doble hilera, con las cabezas orientadas
hacia los medios interno y externo, en contacto con el agua, y las colas rechazando el con-
tacto con el agua.
Las moléculas de colesterol, en las células animales, se encuentran inmersas en la bicapa de
fosfolípidos, contribuyendo a reducir la fluidez a la membrana y a reforzar la “permeabilidad”
de la bicapa a los constituyentes hidrosolubles de los líquidos corporales.
Las proteínas, del tipo globular, son de dos clases: hidrofílicas e hidrofóbicas. Las primeras, que
son fácilmente separables de la membrana plasmática, se denominan extrínsecas o perifé-
ricas y aparecen tanto en la superficie externa como interna de la membrana. Por su parte,
las hidrofóbicas, denominadas intrínsecas o integrales se hunden en la capa lipídica, algunas
desde la zona hidrofóbica de la bicapa lipídica hasta una de las caras de la membrana, mien-
tras que otras atraviesan completamente la bicapa lipídica, conociéndoseles como proteínas
transmembranosas.
Muchas de las proteínas integrales forman canales estructurales (poros) a través de los cua-
les pueden difundir, en forma selectiva, las sustancias hidrosolubles, como los iones y el agua.
Otras proteínas integrales actúan como carriers o permeasas, transportadoras para trasladar
sustancias, generalmente en sentido opuesto a la difusión.
Las proteínas periféricas se encuentran habitualmente en la cara interna y asociadas a las pro-
teínas integrales, actuando como enzimas.
Por fuera de la membrana plasmática y asociadas principalmente a las proteínas se encuen-
tran componentes glucídicos, la mayoría oligosacáridos. Están unidos covalentemente a lí-
pidos y a proteínas de la membrana formando glucolípidos (cerebrósidos y gangliósidos) y

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