Introducción a los bioelementos y biomoléculas inorgánicas para 1º de bachillerato

2.  Características de los seres vivos y Niveles de
organización de la materia
 Estados de la materia
 Características de las disoluciones
 Oxidación de las moléculas orgánicas
 Bioelementos
 Biomoléculas
 El agua  2 sesiones
 Sales minerales  1 sesión
 Glúcidos  6 sesiones
 Lípidos  3 sesiones
 Proteínas  4 sesiones
 Ácidos Nucléicos  4 sesiones

4. Materia: Sólidos, líquidos, gaseosos.
Los sólidos y líquidos se mantienen de forma constante en
la materia viva, los gases no.
Los sólidos en la materia viva forma:
Estructuras y protecciones
Nivel celular  Pared celular  bacterias y c. vegetales
Nivel orgánico  huesos y caparazones
Los líquidos  H2O, la sustancia mas abundante

5. Disolvente de sustancia iónicas.
Como sales (NaCl  Na+ Cl-
La molécula de agua se interpone entre los dos iones
Disolvente de sustancias anfipáticas.
Disolvente de sustancias polares no iónicas.
Alcohol, aminas, glúcidos

6. Estas últimas se clasifican en:
Wilhelm Ostwald distingue tres tipos de
mezclas según el tamaño de las Disoluciones con
partículas de soluto en la disolución: condensación molecular: la
partícula dispersa está
1.-Dispersiones, suspensiones o falsas formada por una
disoluciones: cuando el diámetro de las condensación de moléculas.
partículas de soluto excede de 0,1 μm
Disoluciones moleculares:
2.-Dispersoides, coloides o disoluciones cada partícula es una
coloidales: el tamaño está entre 0,001 molécula.
μm y 0,1 μm  separación por
centrifugación, aspecto translucido. Disoluciones iónicas: la
Estado líquido o gelificado. partícula dispersa es
un ion (fracción de molécula
3.-Dispérsidos o disoluciones con carga eléctrica).
verdaderas: el tamaño es menor a 0,001
μm  sales, moléculas orgánicas Disoluciones atómicas: cada
simples. partícula dispersa es
un átomo.

8. 1. Todos los organismos vivos están compuestos por
células. Puden estar formados por una, seres unicelulares, o
por muchas, seres pluricelulares.
2.La célula es la unidad estructural y fisiológica de los
seres vivos. La célula es capaz de realizar todos los procesos
metabólicos necesarios para permanecer con vida.
3. Cada célula procede de otra célula preexistente.
4. La célula es la unidad genética de los seres vivos.
La célula contiene toda la información sobre la síntesis de su
estructura y el control de su funcionamiento, y es capaz de
transmitirla a su descendencia.

9.  La Biología es la ciencia que estudia a los seres
vivos.
 Características comunes de todos los seres vivos:
 La materia de la que estamos formados (composición
química): todos tenemos los mismos tipos de átomos
llamados Bioelementos, que se combinan formando
moléculas, llamadas Biomoléculas.
Éstas se organizan formando complejos
supramoleculares que a su vez forman orgánulos y
éstos componen las células, que forman la unidad
estructural y funcional de todos los seres vivos (Teoría
celular).

10. •Tejidos  Células •Aparatos  Agrupación
parecidas, mismo de órganos diferentes,
origen, misma función cada uno con su función y
que juntos realizan una
•Órganos  Distintos función superior. Aparato
tejidos que actuan locomotor, circulatorio.
conjuntamente
•Sistemas  Órganos
similares, misma
función, mismo tejido.
Sistema muscular

11. •Individuo Pluri o unicelular
Especialización celular:
•Población  Grupo de
individuos de la misma especie Colonias: Agrupaciones de
células con reparto de trabajo,
•Comunidad o Biocenosis cada una puede vivir aislada .
Conjunto de poblaciones en un Estos cambios vienen dados por
mismo espacio  establecen el ADN
relaciones  Plantas de un
bosque. Los virus:
Estructuras microscópicas simples.
•Ecosistema  Varias ADN o ARN envuelto en una
comunidades (biocenosis) y las cápsida proteica.
mismas condiciones fisico - No tienen metabolismo propio.
químicas (biotopo). Utilizan la maquinaria de la célula
infectada para replicarse y
•Ecosfera --> Conjunto de reproducirse.
ecosistemas marinos y terrestres.

12. Organización celular (biótico).
 Organismos unicelulares y colonias. Formados por una sola
célula, que realiza todas las funciones vitales. A veces estas células
forman grupos sin especialización funcional (colonias).
 Organismos pluricelulares. Con especialización celular. Las células
se especializan en la realización de funciones específicas, formando
tejidos. Estos forman órganos y aparatos o sistemas en niveles de
complejidad mayor.
La especialización celular conduce a que todas las funciones vitales del
organismo pluricelular se repartan entre los distintos tipos de células, de
manera que cada grupo realiza una actividad determinada. Estas
actividades deben estar coordinadas por lo cual es necesario la existencia
de un sistema de coordinación, el sistema nervioso de los animales y el
sistema hormonal en animales y plantas.

13. • REINO MONERAS no posee tejidos, vive de forma unicelular
independiente y en algunos casos en agregados o colonias.
• REINO PROTOCTISTA: Se suele afirmar que no existen tejidos en
ningún protoctista, pero en las algas rojas y en las algas pardas la
complejidad alcanza un nivel muy próximo al tisular, incluida la
existencia de plasmodesmos (p.ej. en el alga parda Egregia).
• REINO HONGOS: El micelio de los hongos, puede organizarse y
formar algo así como los tejidos de las plantas superiores.
Organización talofítica. El tejido de los hongos, se denomina:
Prosénquima y rizoides (una especie de raíces bien ramificadas,
propios de hongos saprofitos (se alimentan de materia orgánica en
descomposición) y sirven para fijarlo al sustrato y para la absorción
de nutrientes en los hongos parásitos)
• REINO PLANTAS Y REINO ANIMALES poseen tejidos verdaderos.
•Los musgos tienen pseudotejidos  protocormofíticas.

14. •Nutrición. Somos capaces de crecer y realizar todas nuestras
funciones a expensas de los alimentos que ingerimos, de donde
obtenemos los nutrientes mediante la digestión.
Los transformamos (reacciones metabólicas) en:
• Energía (catabolismo)
• Componentes celulares (anabolismo o biosíntesis).
•Relación. Somos capaces de detectar y reaccionar ante
distintos estímulos tanto externos como internos.
•Reproducción. Tenemos la capacidad de originar nuevos
individuos por reproducción asexsual o sexual.

15. Las reacciones catabólicas liberan energía; un ejemplo es la
glucólisis, un proceso de degradación de compuestos como la
glucosa, cuya reacción resulta en la liberación de la energía
retenida en sus enlaces químicos.
Ejemplos: LA RESPIRACION CELULAR QUE OCURRE EN LA
MITOCONDRIA (TANTO EN C.VEGETALES COMO EN C.
ANIMALES)…
Las reacciones anabólicas, en cambio, utilizan esta energía
liberada para recomponer enlaces químicos y construir
componentes de las células como lo son las proteínas y los ácidos
nucleicos.
Ejemplos: LA FOTOSINTESIS, REPLICACIÓN DEL
ADN, TRANSCRIPCIÓN (SÍNTESIS DE ARN), TRADUCCIÓN (SÍNTESIS
DE PROTEINAS POR LOS RIBOSOMAS)…
LA DIGESTIÓN, COMO LA RESPIRACIÓN O LA EXCRECIÓN NO SON
PROCESOS METABÓLICOS

17. ¿Cuándo comenzó la vida?
• Hace 4500 millones de años Sopa primitiva
• Hace 4000 millones de años Primeras células procariotas
• Hace 2500 millones de años Primeras células eucariotas
¿Como comenzó la vida?
Ambiente acuoso, anaerobio (reductor) con frecuentes descargas eléctricas y
constante bombardeo de meteoritos.
• Hipótesis de Oparin (1922) Mezcla de moléculas inorgánicas originan moléculas
orgánicas simples (azúcares, aminoácidos, etc).
• Experimento de Miller (1952) Mezcla de gases como metano, hidrógeno, agua y
amoniaco sometidos a descargas eléctricas originaron aminoácidos y otras moléculas orgánicas.
Diversas teorías
Teoría quimiosintética.
• Moléculas inorgánicas originan moléculas orgánicas simples ( proteínas). Estas se reorganizan
(coacervados).
• Moléculas con capacidad de replicarse. Primero un ARN y después ADN y proteínas.
• Estas moléculas se rodearon de una membrana lipídica y adquirieron el control de su
propia replicación originándose las primeras formas de vida .

18. La vida es un sistema que se vale de un entorno para conseguir su
reproducción y perpetuación.
¿Cómo surge la vida?
• Aristóteles (siglo IV a. C.): teoría de la
generación espontánea, según la cual la vida
surgiría de la combinación de
agua, aire, fuego y tierra.
• Louis Pasteur (1863): refutó la teoría de
Aristóteles con la demostración de que el aire
contiene micoorganismos.
• Alexander Oparin (1922): las sustancias
inorgánicas (NH3, CH4, H, vapor de
H2O, CO2, N) pudieron generar moléculas
orgánicas, generándose la “sopa nutricia”.
Estos se agregarían formado estructuras
orgánicas cada vez mas complejas.
• Stanley Miller (1953): sintetizó algunas de las
biomoléculas (algunos aminoácidos)
esenciales de los seres vivos en su
laboratorio, límite entre lo orgánico y lo 18

19. 19

20.  Con un solo experimento Pasteur refutó la
validez de la generación espontánea.
20

21. Bacterias primitivas.
• Código genético primitivo.
• Metabolismo fermentativo.
• Respiración anaerobia.
Bacterias fotosintéticas (cianobacterias).
• Vías más eficientes de utilizar la energía.
• Fotosíntesis oxigénica (gran producción de oxígeno).
• Respiración aerobia.
Primeras células eucariotas.
Teoría endosimbiótica (Lynn Margulis, 1970)
• Aparición del núcleo: por la fusión de arquea + bacteria .
• Aparición de mitocondrias y cloroplastos: son sendos endosimbiontes
que son fagocitados y transfieren su información genética esencial,
perdiendo su independencia, a la célula hospedadora convirtiéndose
en orgánulos.

22. Organización celular
Componentes comunes Niveles de complejidad
 Membrana plasmática  Procariota con mayor variedad
de metabolismos.
 Citoplasma:
Citosol o hialoplasma (medio líquido).  Eucariota más evolucionadas y
Morfoplasma (estructuras funcionales). complejas estructuralmente.
 ADN

23. Está en la base evolutiva
Es más simple estructuralmente
Es más pequeña que la eucariota
Es exclusiva del reino Moneras
Estructura
o Membrana plasmática (sin esteroides)
o Pared celular (sin celulosa)  mureina
o Citoplasma:
• Ribosomas 70 S (svedberg)
• Mesosomas.
• No citoesqueleto
o Nucleoide:
• Material genético.
 Cromosoma principal (ADN
bicatenario circular).
 Plásmidos( fragmentos de ADN
bicatenario circular).
o *Cápsulas, capas mucosas, flagelos, pilis, fimbrias, etc.

24. Los plásmidos son pequeñas
secuencias de ADN con la Los plásmidos han sido encontrados en gran
capacidad de autoreplicarse. Los abundancia en hábitats donde hay una gran cantidad
plásmidos también cargan de comunidades bacterianas diferentes, por ejemplo:
en nuestro tracto digestivo. Si tan sólo nos imagináramos
información relevante, por ejemplo:
como es este caótico lugar no sería tan diferente a un
genes de virulencia, genes de mercado negro de armas del medio oriente, donde las
resistencia a antibióticos, genes que bacterias intercambian genes a diestra y siniestra unos
codifican enzimas para degradar con otros sin control alguno.
moléculas complejas, etc. Y por si
fuera poco, los plásmidos pueden
introducirse en cualquier bacteria,
sin importar la especie de la cual
proceden.
Esto es una ventaja evolutiva para
las bacterias porque pueden
intercambiar material genético
entre especies completamente
diferentes en un proceso conocido
como Transferencia Horizontal de
Genes (THG).

25.  El svedberg es una unidad para medir
el coeficiente de sedimentación de una partícula
o macromolécula cuando son centrifugados en
condiciones normales. Esta magnitud tiene
dimensiones de tiempo, de modo que un
svedberg equivale a 10-13segundos.
 Los valores en svedbergs no son aditivos, por
ejemplo: los ribosomas eucarióticos están
formados por dos subunidades, una 60 S y otra 40
S. Sin embargo, el valor final del conjunto del
ribosoma no es 100 S, sino 80 S.

26. Más evolucionada
Es más compleja estructuralmente
Presenta división espacial de las funciones
Estructura
o Membrana plasmática
o *Pared celular, a veces glicocalix
o Citoplasma:
• Ribosomas 80 S (svedberg)
• Orgánulos celulares:
 Retículo endoplasmático y Complejo de
Golgi
 Mitocondrias y cloroplastos
 Vacuolas, lisosomas e inclusiones de reserva
o Citoesqueleto
o Núcleo
• Doble membrana
• Cromatina: ADN + Histonas

27. Actividad 1.
Realiza un cuadro comparativo de la estructura de una
célula procariota y de una célula eucariota y que además
se comparen células eucariotas animales y vegetales.
Consulta el libro de texto y cualquier otra publicación
que tengas.

29. Clasificación
 Primarios o mayoritarios. CHONPS. Son el 96 % del total de la
materia viva. Componentes fundamentales de las biomoléculas.
 Secundarios. Forman parte de la materia viva en menor
proporción (3,9 %). Se presentan en forma iónica. Na, K, Ca, Mg y Cl.
El Calcio puede encontrarse formando parte de los huesos, conchas,
caparazones, o como elemento indispensable para la contracción muscular
o la formación del tubo polínico.
El Sodio y el Potasio son esenciales para la transmisión del impulso nervioso.
Junto con el Cloro y el Iodo, contribuyen al mantenimiento de la cantidad de
agua en los seres vivos.
El Magnesio forma parte de la estructura de la molécula de la clorofila y el
Cloro forma parte de la estructura de proteína transportadoras.

30.  Oligoelementos. En proporción inferior al 0,1 %. Son
imprescindibles porque actúan en procesos bioquímicos y fisiológicos
fundamentales.
Los oligoelementos también se denominan elementos traza, puesto
que aparecen en muy baja proporción.
Alguno de estos elementos no se manifiesta en ciertos seres. Sin
embargo, como el caso del Silicio, puede ser muy abundante en
determinados seres vivos, como diatomeas, Gramíneas o Equisetos.
Fe, Cu, Zn, Mn, I, Ni, Co, Si, F, Cr, Li, B, Mo y Al.

31. Propiedades
 Capas electrónicas externas incompletas. Forman enlaces
covalentes con facilidad.
 Número atómico bajo. Los electrones compartidos en los
enlaces están próximos al núcleo. Moléculas estables.
 Elementos electronegativos. Como el oxígeno y el nitrógeno
originando moléculas polares y por tanto solubles en agua.
 Abundantes en el medio externo. Pueden ser captados de
manera sencilla. Asegura el intercambio de materia entre los
organismos y su medio ambiente.

33. El carbono (C)
 Cuatro orbitales con electrones desapareados. Que se
disponen en estructura tetraédrica.
 Puede formar enlaces sencillos, dobles o triples. Si son
sencillos, puede formar enlaces hasta con cuatro elementos distintos,
lo que da una gran variabilidad molecular.
 Enlaces covalentes con otros átomos de carbono.
Origina cadenas estables que permiten adquirir estructuras
espaciales complejas.
 Enlaces covalentes con otros átomos distintos. Da lugar a
distintos grupos funcionales que interaccionan entre sí. Esto constituye
la base de las reacciones bioquímicas que integran las funciones
vitales.

35. Glúcidos
Lípidos
Proteínas
Ac. nucleicos
Procesos biológicos

36. •Presente en todos los seres vivos
•Su proporción depende de:
•Especie: H.Sapiens (60%), Medusa (97%)
•Edad del individuo: Feto 94%), recién nacido 70%
•Tejidos: Más agua en los tejidos más activos, huesos (22%)
•Formas de ingerir agua: Bebida,
comida agua metabólica (grasa + O2  HcO), joroba del camello
es grasa.

37. Enlace covalente entre los Test interesante, comprueba lo que
dos H y el O. sabes sobre la molécula de agua:
El O. tiene mayor http://personales.ya.com/geopal/biol
electronegatividad que el H. ogia_2b/unidades/ejercicios/act1agte
porque tiene 4 electrones sin ma1.htm
compartir.
Ligera carga - hacia el O.
Forma piramidal, ángulo de
105º porque los 4 pares de
electrones de la capa
externa del O. se repelen
entre sí.

38. Molécula eléctricamente
neutra. Nº protones = Nº
electrones.
Es un dipolo.
Puede interaccionar con otras
moléculas de agua mediante
enlaces de H.
4 puentes de hidrógneo.
Es cohesiva.
Los enlaces de hidrógeno son
débiles, se forman y se
destruyen fácilmente.

40. 1.- Alto calor específico: 1 cal. Aumentar 1ºC 1L de agua.
2.- Alto calor de vaporización: Absorbe mucha energía antes de pasar de
líquido a gas.
3.- Alta tensión superficial: Debido a la cohesión de las moléculas por los
enlaces de H.  Incompresible
4.- Tiene capilaridad: Asciende debido a la cohesión de las moléculas de
agua.
5.- Alta constante dieléctrica: Debido al dipolo de la molécula de agua.
Rompe las moléculas y mantiene los iones separados.
6.- Bajo grado de ionización: la mayor parte de las moléculas de agua no
están disociadas. Sólo un reducido número de moléculas sufre disociación,
generando iones positivos (H+) e iones negativos (OH-). En el agua pura, a
25ºC, sólo una molécula de cada 10.000.000 está disociada, por lo que la
concentración de H+ es de 10-7. Por esto, el pH del agua pura es igual a 7.

41. 1.- Disolvente universal: De todas las sustancias polares  cte.
Dieléctrica.
2.- En el agua se realizan todas las reacciones bioquímicas  cte.
Dieléctrica y a su bajo poder de ionización.
3.- Función estructural: Gracias a la cohesión, da estructura, volumen
y resistencia.
4.- Función de transporte: por las 3 razones antes indicadas.
5.- Función amortiguadora: Gracias a la cohesión  en las
articulaciones.
6.- Función termorreguladora: Gracias a su alto calor específico y
alto calor de vaporización.

42. -Biomoléculas inorgánicas, iones: Cl-, H2PO3, Na+, k+
-En los seres vivos los encontramos
Precipitados / insolubles.
Disueltas o solubles
Funciones:
1.- Estructural  sales precipitadas:
-Caparazones: CaCO3,
-Huesos Ca3(PO4), Silicio
-Inclusiones dentro de las células
2.- Funciones específicas  Sales disueltas.
-Impulsos nerviosos Na+, K+
-Coagulación sanguínea, movimientos cardiacos Ca2+
Cada organismo debe mantener su proporción iónica determinada en
su media interna para que no altere las funciones.  HOMEOSTÁSIS

43. 3.- Mantener las concentraciones osmóticas adecuadas.
Ósmosis  Paso del agua a través de una membrana
semipermeable del lugar del menor concentración hacia el de
mayor concentración para intentar igualar las concentraciones de
menos a más.
¿Qué es turgencia y plamólisis?

44. 4.- Mantener el pH del medio interno.
-pH del medio interno próximo a 7,2  neutro tirando a básico
-La acidez o basicidad del medio se mide con la concentración de
hidrogeniones. Un exceso haría que el medio fuera ácido y un defecto haría el
medio básico.
-Para que el pH se mantenga neutro existe el sistema “tampón” o “buffer” que
mantiene constante el medio interno. Cada líquido biológico tiene un pH
determinado que se puede alterar por las reacciones bioquímicas. Para evitar
estas reacciones entra el sistema “tampón” o “buffer”

45. Tampones o Buffers: Se les llama así a las sustancias químicas, cuya
presencia en una solución impide que la adición de un ácido o una
base produzca cambios bruscos en el pH de ésta. En este caso: es la
mezcla en concentraciones relativamente elevadas de un ácido
débil (H2CO3) y su base conjugada, es
decir, sales hidrolíticamente activas (NaCO3).
En el organismo humano, los tampones de importancia fisiológica
son siempre mezcla de un ácido débil con su sal alcalina, como es el
caso del ácido carbónico y el bicarbonato de sodio.
Explicación
más detallada
Ión bicarbonato HCO3-
Ác. Carbónico
H2CO3 (ac. débil)
Bicarbonato sódico
NaCO3H (tampón
ácido)