La materia viva-Bioelementos y principios inmediatos-Enlaces químicos y su importancia en biología-Estudio de la materia viva-Microscopía Óptica- Microscopía electrónica

1. Tema 1Tema 1
QuQuímica de la materia viva y su estudioímica de la materia viva y su estudio

2. La materia viva no es
ni sólida ni líquida ni
gaseosa
ESTADOS DE
AGREGACIÓN
DELIMITACIÓN DE
LO VIVIENTE
La materia viva
MEZCLA
COMPLEJA
Disoluciones
coloidales,
verdaderas,
compartimentadas
ESTADO FÍSICO

3. Clasificación de los bioelementos
MAYORITARIOS
BIOELEMENTOS
PRIMARIOS
BIOELEMENTOS
SECUNDARIOS
ESENCIALES NO ESENCIALES
OLIGOELEMENTOS
Constituyen los
componentes
esenciales
C, N, H,
O ,S, P
Menos abundantes
pero desempeñan
funciones vitales en
la fisiología celular
Mg, Ca,
K, Na, Cl
No superan el 0,1 %,
pero son esenciales
para la vida
Fe, Mn, Cu,
Zn, F, I, B,
Si, V, Cr, Co,
Se, Mo, Sn
No son esenciales
para todos los
organismos pero, a
menudo, desempeñan
importantes funciones
Están siempre presentes
en la materia viva
BIOELEMENTOS

4. % en masa% del nº total de átomos
Abundancia relativa de algunos elementos químicos
H 1 0,22 63 0,88 10,0
C 6 0,19 9,5 0,09 18
N 7 - 1,4 0,03 3,3
O 8 47 25,5 49 65
Na 11 2,5 0,03 2,6 0,24
Mg 12 2,2 0,01 1,9 0,05
Si 14 28 - 25 -
P 15 - 0,22 0,12 1,0
S 16 - 0,05 0,05 0,25
K 19 2,5 0,06 2,4 0,35
Cl 17 - 0,08 0,19 0,19
Ca 20 3,5 0,31 3,4 1,5
Fe 26 4,5 - 4,7 -
Elemento Z Corteza terrestre Cuerpo humano Corteza terrestre Cuerpo humano

5. Unidos por
enlace iónico
Principios inmediatos
no exclusivos
de la materia viva
Principios inmediatos exclusivos
de la materia viva
Unidos por enlace
covalente
NucleótidosProteínasLípidosGlúcidosAgua
Sales
minerales
Principios inmediatos
Átomos de los
bioelementos

6. Formas de representar las moléculas
TIPOS DE REPRESENTACIONES MOLECULARES
FÓRMULA
MOLECULAR
FÓRMULA SEMIDESARROLLADA FÓRMULA DESARROLLADA
MODELO DE VARILLAS MODELO COMPACTO
REPRESENTACIONES ESPACIALES

7. Enlace químico
ENLACE IÓNICO PUENTE DE HIDRÓGENO ENLACE COVALENTE
Un ión transfiere electrones a otro
ión para completar una capa con
la regla del “octeto”. Forma
cristales
Unión débil entre dos regiones
moleculares con cargas opuestas
Dos iones comparten electrones
para completar sus capas con la
regla del “octeto”. Es un enlace
muy estable.

8. ISOMERÍA DEL
DOBLE ENLACE
Enlaces del átomo de carbono
ENLACE SIMPLE ENLACE DOBLE
CIS
TRANS

9. Técnicas de estudio de la materia viva
El estudio de la materia viva se puede realizar de dos formas:
MACROSCÓPICAMENTE
A simple vista
MICROSCÓPICAMENTE
Análisis estructural.
Análisis ultraestructural.
Mediante lupa o
microscopio óptico.
Mediante
microscopio electrónico.

10. El microscopio óptico compuesto
Micrométrico
Macrométrico
Platina
Muestra
Pie o estativo
Ocular
Revolver
Objetivo
Condensador
Ajuste de platina
Diafragma
de campo
Fuente de luz

11. El poder de resolución
1D=ΠΡ=ΑΝ0,61⋅λ=ν⋅σεν(υ)0,61⋅λ
Poder de resolución Apertura
numérica
Índice de
refracción
Semiángulo de
entrada de la
luz en la lente
Longitud de onda de
la luz empleada
Límite de resolución
M.O. 0,2 µm
velocidad de la
luz en el vacío
velocidad de la
luz en el medio

12. MICROSCOPIO DE
INTERFERENCIA
DIFERENCIAL
MICROSCOPIO DE CAMPO
BRILLANTE O DE CAMPO CLARO
Microscopios ópticos y sus imágenes
MICROSCOPIO DE CAMPO OSCURO
MICROSCOPIO DE
CONTRASTE DE FASE
MICROSCOPIO DE
FLUORESCENCIA O LUZ
ULTRAVIOLETA
MICROSCOPIO DE POLARIZACIÓN

13. Microscopio electrónico de transmisión (MET)
Cátodo
Ánodo
Lente
condensadora
Lente objetivo
Lupa de aumento
de la pantalla
visual
Lente de
proyección
Brazo de soporte
de la muestra
Pantalla visual
Linfocito a MET

14. Unidades de medida en Microscopía
Nombre Símbolo Equivalencia
metro m 100
m
milímetro mm 10-3
m
micrómetro µm 10-6
m
nanómetro nm 10-9
m
Angström Å 10-10
m
picómetro pm 10-12
m
femtómetro fm 10-15
m
attómetro am 10-18
m

15. Sombreado metálico

16. Tinción negativa
Lavado de la muestra
Secado de la muestra
Partícula con pequeños
huecos entre sus
macromoléculas
(cápsida de un virus)
Película de carbono
(transparente a los
electrones)
Metal pesado atrapado por
tensión superficial entre los
huecos
Solución concentrada de una
sal de un metal pesado
(acetato de uranilo)

17. Microscopio electrónico de barrido (MEB)
Haz de electrones
Lente condensador
Deflector del haz
Lente objetivo
Brazo de soporte
de la muestra
Detector
Pantalla
fluorescente
Generador
de barrido
Ameba vista al MEB

18. Imágenes MEB

19. Imágenes MEB

20. Imágenes MEB

21. Criofractura

22. Resumen comparativo de los tipos de microscopios
Característica MO MET MEB
Portátil sí no no
Aumento X 2 500 X 500 000 X 20 000
Tamaño mínimo
observable 120 nm 1 nm 10 nm
Fotografía B/N y color B/N B/N
Observación
in vivo
sí no no

23. Protocolo de preparación de muestras para microscopía óptica
Extracción de la muestra y fijación
Deshidratación e inclusión en parafina
Obtención de cortes y colocación
en el portaobjetos
Desparafinado, hidratación y tinción
Deshidratación y montaje
1
2
3
4
5
La muestra se
sumerge en una
serie de etanol
de gradación
creciente.
Para poder
visualizar la
muestra al
microscopio es
necesario teñirla.
Se coloca el
cubreobjetos
y se monta
con resinas
naturales.
Los cortes
se realizan
mediante un
microtomo

24. Material para MET
Extracción de la muestra y fijación
Deshidratación e inclusión en resinas
Obtención de cortes mediante
un ultramicrotomo
Contrastado de los cortes Observación de la muestra
1
2
La muestra se
incluye en una
resina epoxi para
poder realizar
cortes finos.
3
Los cortes son
muy finos, de 50 o
100 nm de grosor.
Estos cortes se
adhieren a una
rejilla circular.
4
Los cortes se
exponen a
sales de
metales
pesados como
el uranio o el
plomo.
Las rejillas se
colocan en un
soporte que
se introduce
en el ME.
5

25. Cromatografía
Se basa en la diferente afinidad de las moléculas por un disolvente y por la trama porosa de
la matriz a través de la que fluyen.
Tira de papel
Mezcla de
pigmentos
Cubeta
con
alcohol
En la cromatografía de
una muestra de
pigmentos vegetales el
disolvente, al ascender
por capilaridad,
arrastrará los pigmentos
que se separarán
dependiendo de su
afinidad.
Xantofila
Caroteno
Clorofilas
Resultado de la cromatografía

26. Electroforesis en gel de poliacrilamida
Ánodo
Recipiente
de plásticoCátodo
Solución
tampón
Gel de
poliacrilamida
Solución tampón
Bandas correspondientes
a la migración de cada
porción proteica
Las manchas se
revelan mediante un
colorante.
La migración depende de la carga
eléctrica de cada porción proteica.

27. Electroforesis bidimensional
Se basa en separar las
proteínas de una mezcla
según dos propiedades
moleculares, una en cada
dimensión. Mediante
isoelectroenfoque
(gradiente de pH) y según
peso molecular mediante
electroforesis en
poliacrilamida-SDS
(sodiododecilsulfato).

28. Ultracentrifugación
Mediante una fuerza centrífuga equivalente a miles de veces la fuerza de la gravedad, se
separan las partículas de una mezcla, según sus masas, aunque estas sean muy similares.
Material para
sedimentar
Cámara acorazada
Rotor de brazo basculante
Mezcla de
componentes celulares
Sedimentos a tiempos
distintos de centrifugación