El documento presenta un programa sobre el tema "Desvelando el Universo (del microcosmos al macrocosmos)" que consta de 14 temas. El Tema 4 trata sobre átomos, moléculas y biomoléculas. Explica la estructura del átomo según modelos como el de Dalton, Thomson y Rutherford. Describe las biomoléculas como carbohidratos, lípidos, proteínas y ácidos nucleicos, indicando sus componentes, funciones y estructura a nivel molecular.

1. Antonio Dobado Departamento de Física Teórica I Tema 4: Átomos, moléculas y biomoléculas (25 de marzo de 2010) Desvelando el Universo (del microcosmos al macrocosmos) UNIVERSIDAD PARA LOS MAYORES

2. Desvelando el Universo Del microcosmos al macrocosmos

3. Tema 0: Introducción Tema 1: La visión del mundo previa al siglo XX Tema 2: La Teoría de la Relatividad Tema 3: La Mecánica Cuántica Tema 4: Átomos, moléculas y biomoléculas Tema 5: Física nuclear Tema 6: Física de partículas Actividad Complementaria : “El mundo de las partículas y los aceleradores” Tema 7: Historia de la Astronomía y Astronomía básica Tema 8: Los instrumentos del astrónomo Tema 9: El trabajo del astrónomo profesional Tema 10: El Sistema Solar Tema 11: Las estrellas Tema 12: El medio interestelar y la Vía Láctea Tema 13: Las galaxias Actividad Complementaria : “Visita al Observatorio UCM” Tema 14: Cosmología observacional PROGRAMA Curso 2007/08

4. ÁTOMOS de acuerdo con Dalton

5. J.J. Thomson Experimento de Rutherford

6. Dualidad onda-partícula de De Broglie (1924) De Broglie Schrödinger Ecuación de Schrödinger (1926)

7. ÓRBITALES

10. Energías de los niveles el átomo de hidrógeno

11. Principio de Exclusión de Pauli

13. TABLA PERIÓDICA DE MEDELEIEV

14. ENLACE QUÍMICO

15. Enlace covalente Enlace iónico

16. MOLÉCULAS

18. BIOMOLÉCULAS Los carbohidratos son la fuente primaria de energía química para los sistemas vivos. Los más simples son los monosacáridos, como la glucosa principal fuente de energía de la mayoría de heterótrofos, o ribosa azúcar de las nucleótidos. Los monosacáridos pueden combinarse para formar disacáridos como la lactosa componente de la leche o la maltasa componente del almidón que es un polisacárido. Los lípidos son moléculas hidrofóbicas que, como los carbohidratos, almacenan energía y son importantes componentes estructurales. Incluyen las grasas y los aceites, los fosfolípidos, los glucolípidos, las ceras, y el colesterol y otros esteroides. Las proteínas son moléculas muy grandes compuestas de cadenas largas de aminoácidos , conocidas como cadenas polipeptídicas. A partir de sólo veinte aminoácidos diferentes se puede sintetizar una inmensa variedad de diferentes tipos de moléculas proteínicas, cada una de las cuales cumple una función altamente específica en los sistemas vivos. Los nucleótidos son moléculas complejas formadas por un grupo fosfato, un azúcar de cinco carbonos y una base químicas dentro de los sistemas vivos. El principal portador de energía en la mayoría de las reacciones químicas que ocurren dentro de las células es un nucleótido que lleva tres fosfatos, el ATP.

19. Hidratos de Carbono: Los carbohidratos o sacáridos (griego: Sakcharón, azúcar) son componentes esenciales delos organismos vivos y son, de hecho, la clase más abundante de las moléculas biológicas, además constituyen las principales moléculas de reserva energética que se encuentran en casi todos los seres vivos. Componentes: monosacáridos (azúcar sencillo) Átomos: C, O, H Existen como: monosacáridos: (p.ej. glucosa, fructosa, galactosa) disacáridos: (p.ej. maltosa (glu-glu), sacarosa (glu-fru), lactosa (glu-gal)) polisacáridos: (p.ej. almidón ( amilosa), glicógeno (almidón animal), celulosa Funciones: Productor de energía: como azúcar y almidón (=reserva) Estructural: pared de células vegetales (celulosa) Reservorio de energía ( Hígado y músculo) de uso rápido en organismos animales, incluyendo al hombre ( glicógeno)

20. Lípidos: Se trata de un grupo de sustancias que tienen en común el no ser solubles en agua, por lo que forman agregados: Bicapa en membranas y gotas en el citoplasma pero sí son solubles en disolventes orgánicos apolares (benceno, acetona...), tienen un tacto untuoso y manchar el papel de forma característica. Componentes: Glicerina (Alcohol terciario) Acidos grasos (3 unidades) Átomos: C, O, H , contienen menos oxígeno en relación al H y C, comparado con los azúcares. Se presentan como: Grasas y aceites Funciones: Productor de energía y reserva de energía como grasa y aceite, ( de uso más lento que los carbohidratos) Estructural: membranas celulares forman una Bicapa (fosfolípidos) impermeable a sustancias solubles en agua. Térmica: aislante térmico. También importante: Algunos ácidos grasos no pueden ser sintetizados por el cuerpo humano y deben ser ingeridos con el alimento. (Acidos grasos esenciales). Ya que algunas vitaminas son solubles en grasa y solo pueden ser ingeridas con la grasa, no es posible evitar del todo la ingestión de grasa.

21. Proteínas: Son las sustancias que componen las estructuras celulares y las herramientas que hacen posible las reacciones químicas del metabolismo celular. Componentes: Aminoácidos ( 20 variedades distintas) Átomos: C, O, H, N, S Se presentan como: Dipéptidos, ( conformados por 2 aminoácidos) Oligopéptidos ( más de 10 aminoácidos) y Proteínas ( más de 100 aminoácidos) Funciones: Estructural: por ejemplo en la musculatura, en el tejido conjuntivo, en las membranas celulares. Enzimática (biocatalizadores) en todos los procesos metabólicos. Defensa: Inmunoglobulinas (por ejemplo en el combate de infecciones) = anticuerpos . Hormonal: (sustancias mensajeras). Receptora: detección de estímulos en la superficie celular.

22. Aminoácidos Unión péptica BIOMOLÉCULAS

23. Proteinas

24. Estructura de las células

25. Cromosomas Genes

26. Ácidos nucleicos (Adenina, Citosina, Guanina y Timina, )

27. Watson y Crick

28. Código genético (universal) 2ª base U C A G 1ª base U UUU Fenilalanina UUC Fenilalanina UUA Leucina UUG Leucina UCU Serina UCC Serina UCA Serina UCG Serina UAU Tirosina UAC Tirosina UAA Ocre Stop UAG Ámbar Stop UGU Cisteína UGC Cisteína UGA Ópalo Stop UGG Triptófano C CUU Leucina CUC Leucina CUA Leucina CUG Leucina CCU Prolina CCC Prolina CCA Prolina CCG Prolina CAU Histidina CAC Histidina CAA Glutamina CAG Glutamina CGU Arginina CGC Arginina CGA Arginina CGG Arginina A AUU Isoleucina AUC Isoleucina AUA Isoleucina AUG 1 Metionina ACU Treonina ACC Treonina ACA Treonina ACG Treonina AAU Asparagina AAC Asparagina AAA Lisina AAG Lisina AGU Serina AGC Serina AGA Arginina AGG Arginina G GUU Valina GUC Valina GUA Valina GUG Valina GCU Alanina GCC Alanina GCA Alanina GCG Alanina GAU ácido aspártico GAC ácido aspártico GAA ácido glutámico GAG ácido glutámico GGU Glicina GGC Glicina GGA Glicina GGG Glicin

29. Gracias por vuestra atención