vdv

1. TEMA 1. LA NATURALEZA BÁSICA
DE LA VIDA.
1. LOS NIVELES DE ORGANIZACIÓN DE LA MATERIA VIVA.
2. CONSTITUYENTES QUÍMICOS DE LOS SERES VIVOS.
3. BIOELEMENTOS.
3.1. BIOELEMENTOS PRIMARIOS.
3.2. BIOELEMENTOS SECUNDARIOS.
3.3. OLIGOELEMENTOS O ELEMENTOS TRAZA.
4. BIOMOLÉCULAS.
5. BIOMOLÉCULAS INORGÁNICAS.
5.1. AGUA.
A. ESTRUCTURA DE LA MOLÉCULA DE AGUA.
B. PROPIEDADES.
C. FUNCIONES.
5.2. SALES MINERALES.
A. FUNCIONES DE LAS SALES MINERALES EN DISOLUCIÓN.
6. BIOMOLÉCULAS ORGÁNICAS.
6.1. GLÚCIDOS.
A. FUNCIONES DE LOS GLÚCIDOS.
6.2. LÍPIDOS.
A. FUNCIONES DE LOS LÍPIDOS.
6.3. PROTEÍNAS.
A. FUNCIONES DE LAS PROTEÍNAS.
6.4. ÁCIDOS NUCLEICOS.
A. TIPOS DE ÁCIDOS NUCLEICOS.
B. ESTRUCTURA Y FUNCIÓN DEL ADN.
C. ESTRUCTURA, TIPOS Y FUNCIÓN DEL ARN.

2. Biología y Geología (1º Bachillerato).
Tema 1. La naturaleza básica de la vida.
2
Una gran variedad de formas vivientes puebla nuestro planeta. A diferencia de los materiales inanimados que
podemos encontrar en la superficie terrestre, todas ellas comparten unas características fundamentales que
permiten englobarlas bajo el término seres vivos:
- Tienen la misma composición química.
- Están formados por células.
- Realizan las tres funciones vitales: nutrición, relación y reproducción.
• Función de nutrición: conjunto de procesos que permite a los seres vivos:
- Obtener materia (para construir sus estructuras) y energía (para realizar las funciones vitales).
- Eliminar sustancias de desecho.
• Función de relación: comprende dos aspectos:
- Capacidad de recibir información (del medio externo o del medio interno) y responder a ella.
- En los organismos pluricelulares, la coordinación entre las distintas partes del organismo para
que actúen como uno solo.
• Función de reproducción: consiste en formar nuevos individuos iguales o parecidos a los
progenitores.
1. LOS NIVELES DE ORGANIZACIÓN DE LA MATERIA VIVA.
Todos los seres vivos están formados por células, que pueden agruparse formando estructuras más complejas.
Pero las células, a su vez, están formadas por componentes más pequeños. En esta organización, los elementos de
cada nivel se agrupan para formar niveles más complejos. Estos niveles presentan unas características y unas
propiedades que no son simplemente la suma de las propiedades de sus componentes, sino que presentan otras
propiedades (propiedades emergentes) que surgen de la interacción entre esos componentes.
- Nivel subatómico. Los átomos de un elemento están formados por partículas más pequeñas: protones,
neutrones y electrones.
- Nivel atómico. Toda la materia, también la materia viva, está formada por átomos. Un elemento químico
representa a todos los átomos de una misma clase.
- Nivel molecular. Los bioelementos se unen formando moléculas (biomoléculas).
- Nivel celular. Es el primer nivel biótico, es decir, con vida.
- Nivel de tejido. Los tejidos son conjuntos de células especializadas en la misma función.
- Nivel de órgano. Los órganos están formados por un conjunto de tejidos que se agrupan para realizar una
función.
- Nivel de sistema y aparato. Un sistema y un aparato están formados por un conjunto de órganos que
intervienen en una función.
En un sistema hay un único tipo de tejido mientras que en un aparato hay varios tipos diferentes de
tejidos.

3. Biología y Geología (1º Bachillerato).
Tema 1. La naturaleza básica de la vida.
3
- Nivel de organismo. Corresponde al ser vivo en su conjunto. En este nivel se incluyen tanto los organismos
pluricelulares (formados por numerosas células) como los organismos unicelulares (formados por una
única célula). En los organismos unicelulares, el nivel celular y el nivel de organismo coinciden.
- Nivel de población. Está formado por un conjunto de individuos de la misma especie que viven en un
lugar determinado en un momento concreto.
- Nivel de comunidad. Conjunto de poblaciones de un ecosistema.
- Nivel de ecosistema. Está formado por el conjunto de seres vivos que habitan en un determinado lugar, las
relaciones que se establecen entre ellos, el medio físico donde viven (suelo, rocas, ríos, etc.) y sus
características y las relaciones entre los seres vivos y el medio.
2. CONSTITUYENTES QUÍMICOS DE LOS SERES VIVOS.
La materia en todos los estados (sólido, líquido y gaseoso) y formas (inerte y viva), está compuesta por átomos,
los cuales se unen para formar moléculas, y así ocurre, por tanto, en los seres vivos.
Ahora bien, ¿cuáles son los elementos químicos presentes en los organismos? ¿Son los mismos que existen en la
materia inerte o son exclusivos de la materia viva? ¿Qué tipo de moléculas forman?
Ya hemos señalado la uniformidad de composición química como una de las características destacables de los
seres vivos. En todos ellos aparecen los mismos tipos de moléculas, denominadas biomoléculas, que están
formadas por la combinación de una serie de elementos químicos que reciben el nombre de bioelementos.
3. BIOELEMENTOS.
Los elementos químicos presentes en las biomoléculas no son, en modo alguno, exclusivos de los seres vivos,
ya que están incluidos en la tabla periódica, donde se encuentran ordenados todos los elementos conocidos.
De acuerdo con su abundancia, los bioelementos se dividen en tres grandes grupos: bioelementos primarios,
bioelementos secundarios y oligoelementos o elementos traza.
3.1. BIOELEMENTOS PRIMARIOS.
Representan alrededor del 98% del peso de cualquier organismo y se encuentran en todos los seres vivos. El
carbono (C), el hidrógeno (H), el oxígeno (O) y el nitrógeno (N) son los más abundantes. Junto con el fósforo (P)
y el azufre (S), son los elementos imprescindibles para la formación de las moléculas orgánicas.
- El carbono y el hidrógeno constituyen la estructura básica de estas moléculas y, junto con el oxígeno, son
los principales componentes elementales, ya que los tres están presentes en todas las moléculas orgánicas.
- El nitrógeno participa en la construcción de las estructuras moleculares más importantes de la materia viva:
las proteínas y los ácidos nucleicos.
- El fósforo es necesario para la formación de los ácidos nucleicos. Además, como establece enlaces débiles,
ricos en energía, interviene en los procesos de transferencia de energía. Sin embargo, la mayor parte se
encuentra en forma de sales minerales sólidas en las estructuras esqueléticas. Por otro lado, forma parte de
los fosfolípidos, constituyentes de las membranas celulares.
- El azufre es constituyente de la mayoría de las proteínas.

4. Biología y Geología (1º Bachillerato).
Tema 1. La naturaleza básica de la vida.
4
En cualquier caso, si hay que distinguir un elemento característico de la materia viva, éste es el carbono.
- Posee cuatro electrones en su capa más externa, que le permiten formar cuatro enlaces covalentes muy
estables. Esto permite la formación de estructuras tridimensionales que son de vital importancia para los
seres vivos (la estructura tridimensional de los diferentes tipos de moléculas orgánicas es fundamental para la
función biológica que desempeñan).
- Puede establecer enlaces covalentes con otros átomos de carbono y con otros átomos (oxígeno, hidrógeno,
nitrógeno, etc.), lo que le permite formar moléculas orgánicas de gran variedad y con diversos grupos
funcionales (alcoholes, aldehídos, cetonas, ácidos, aminas, etc.).
- Puede formar enlaces covalentes simples o dobles consigo mismo o con otros elementos, lo que introduce
una gran complejidad en las estructuras que puede formar: cadenas lineales, ramificadas, anillos, etc.
3.2. BIOELEMENTOS SECUNDARIOS.
Se incluyen en este grupo el sodio (Na), el potasio (K), el calcio (Ca), el magnesio (Mg) y el cloro (Cl). En
conjunto, representan aproximadamente el 2% en peso de los seres vivos.
Los bioelementos secundarios se encuentran, en su mayoría, en el interior de las células y en el medio interno en
forma de sales disociadas en iones. Son necesarios para el equilibrio iónico de la célula; sin él no hay vida posible.
- El sodio, el potasio y el cloro participan significativamente en el mantenimiento del grado de salinidad.
Además, el sodio y el potasio son fundamentales en la transmisión del impulso nervioso.
- El calcio interviene, por una parte, en la constitución de estructuras esqueléticas y, por otra, en forma
iónica, en la contracción muscular y en la coagulación sanguínea.
- El magnesio es importante como constituyente de la clorofila.
CÓMO RECONOCER ALGUNOS GRUPOS FUNCIONALES.
Los grupos funcionales son grupos de átomos que forman parte de una molécula más grande y tienen propiedades
particulares.
Unas pautas muy sencillas pueden servir de ayuda para reconocer los grupos funcionales más comunes en las
biomoléculas más importantes:
- Si el carbono está unido a un oxígeno, pueden darse tres situaciones:
• Que ese oxígeno esté, a su vez, unido a un átomo de hidrógeno (el oxígeno comparte un par de electrones
con el carbono y otro par con el hidrógeno). El grupo (-OH) se denomina hidroxilo.
Este grupo funcional es característico de los compuestos denominados alcoholes.
• Que ese oxígeno comparta dos pares de electrones con el carbono. El grupo (-C=O) se denomina carbonilo.
Este grupo funcional es típico de los aldehídos (si está en un carbono primario) y de las cetonas (si está
en un carbono secundario).
• Que ambas situaciones se den al mismo tiempo. El grupo funcional (-COOH) se denomina carboxilo y es
típico de los ácidos orgánicos.
- Si el carbono está unido a un nitrógeno, este, a su vez, puede unirse a dos hidrógenos más. El grupo (-NH2) se
denomina amino y es típico de los compuestos orgánicos denominados aminas.

5. Biología y Geología (1º Bachillerato).
Tema 1. La naturaleza básica de la vida.
5
3.3. OLIGOELEMENTOS O ELEMENTOS TRAZA.
Además de los elementos señalados, existen otros que son necesarios para el funcionamiento de la maquinaria
celular y que se encuentran, generalmente, en cantidades pequeñísimas (menos del 0,1%); en conjunto representan
menos del 1% del total.
No todos los elementos forman parte de todos los seres vivos. Entre ellos pueden citarse, como oligoelementos
metálicos, el hierro (Fe), el cobre (Cu), el cobalto (Co), el molibdeno (Mo), el cinc (Zn), el manganeso (Mn) y
el vanadio (V); como oligoelementos no metálicos, cabe citar el flúor (F), el bromo (Br) y el yodo (I).
Como hemos explicado, los oligoelementos son necesarios para el funcionamiento de la célula. Entre sus
funciones podemos citar:
- El hierro es un constituyente de la hemoglobina, pigmento de la sangre encargado del transporte de
oxígeno.
- El cobre forma parte de múltiples enzimas de oxidación. En los artrópodos y moluscos aparece en la
hemocianina, que actúa como transportador de oxígeno.
- El cobalto debe su importancia al hecho de ser un constituyente de la vitamina B12.
- El molibdeno forma parte de la nitrogenasa, proteína necesaria para el proceso de fijación del nitrógeno
atmosférico que llevan a cabo algunas bacterias.
- El yodo es un constituyente de las hormonas tiroideas.
- El flúor es esencial en la formación de los dientes.
4. BIOMOLÉCULAS.
Los bioelementos no se hallan en los organismos en forma de átomos individuales, sino unidos unos a otros
constituyendo moléculas. Estas son los componentes fundamentales de los seres vivos, a partir de los cuales se
construyen todas las estructuras biológicas.
Existen dos tipos de biomoléculas: inorgánicas y orgánicas. Las biomoléculas inorgánicas aparecen tanto en
los seres vivos como en la materia inerte (no viva), mientras que las biomoléculas orgánicas son características de
los seres vivos.
5. BIOMOLÉCULAS INORGÁNICAS.
Las biomoléculas inorgánicas aparecen tanto en los seres vivos como en la materia inerte (no viva)
5.1. AGUA.
El agua es la molécula más abundante en los seres vivos: entre el 70 y el 90% de su masa. Las especiales
propiedades de esta molécula se derivan de su estructura molecular y justifican su importancia como componente
esencial de la materia viva.
A. ESTRUCTURA DE LA MOLÉCULA DE AGUA.
Cada molécula de agua está formada por dos átomos de hidrógeno y uno de oxígeno unidos mediante enlaces
covalentes. Debido a la elevada electronegatividad del oxígeno, los electrones que comparte con el hidrógeno se
encuentran desplazados hacia el oxígeno. Esto produce un exceso de carga negativa sobre el oxígeno y de carga
positiva sobre los hidrógenos. La desigual distribución de cargas en la molécula hace que, aunque la molécula de

6. Biología y Geología (1º Bachillerato).
Tema 1. La naturaleza básica de la vida.
6
agua es neutra, es también una molécula dipolar, con cargas parciales positivas en los átomos de hidrógeno y
carga parcial negativa en el átomo de oxígeno. La atracción electrostática resultante entre el átomo de oxígeno de
una molécula de agua y el hidrógeno de otra permite establecer puentes de hidrógeno entre distintas moléculas de
agua.
B. PROPIEDADES.
El agua como molécula tiene unas propiedades químicas muy poco frecuentes, que en algunos casos pueden
resultar “anómalas” con relación a otras moléculas químicamente similares a ella. Entre ellas podemos citar:
- Elevada fuerza de cohesión. Los puentes de hidrógeno mantienen fuertemente unidas las moléculas de
agua.
- Capilaridad. La unión entre las moléculas de agua por los puentes de hidrógeno le confieren un grado de
cohesión muy alto que, combinado con la adhesión a la superficie de otras estructuras (debido a su
polaridad), permite que el agua pueda ascender a lo largo de conductos estrechos.
- Baja densidad en estado sólido. La red cristalina del hielo ocupa más espacio que el mismo número de
moléculas de agua en el agua líquida; el hielo es menos denso que el agua líquida y por eso flota.
- Elevada constante dieléctrica. La constante dieléctrica es la resistencia que opone un disolvente a la
atracción electrostática entre iones positivos y negativos.
- Elevado calor específico. Todas las sustancias, para elevar su temperatura necesitan el aporte de calor. El
calor específico es la cantidad de calor que hay que suministrar a un gramo de una sustancia para que
su temperatura se eleve 1ºC. En el caso del agua es un valor relativamente alto, lo que permite que absorba
o libere grandes cantidades de calor sin que haya grandes variaciones en su temperatura.
- Elevado calor de vaporización. El calor de vaporización es la cantidad de calor que absorbe un gramo
de un líquido, desde que alcanza su temperatura de ebullición hasta que se vaporiza totalmente, sin
variar la temperatura. En el caso del agua es bastante elevado ya que es necesario romper todos los puentes
de hidrógeno.
- Elevada conductividad térmica. Facilita la distribución del calor por toda la masa de agua.
C. FUNCIONES.
Entre las funciones del agua podemos citar:
- Función termorreguladora.
 El elevado calor específico convierte al agua en un excelente amortiguador de los cambios bruscos de
temperatura. Las reacciones que se desarrollan en los seres vivos tienden a producir calor, pero no se
produce un aumento de temperatura debido a la gran cantidad de agua que contiene la materia viva y que
puede absorber dicho calor.
 La alta conductividad térmica evita la acumulación de calor en un determinado punto del organismo.
 El elevado calor de vaporización facilita la regulación de la temperatura corporal. Cuando el agua del
sudor se evapora, toma calor del cuerpo y éste se enfría.
- Función disolvente. La naturaleza dipolar del agua y su elevada constante dieléctrica hacen del agua un
buen disolvente de gran cantidad de sustancias.
Fotocopia: “La molécula de agua”

7. Biología y Geología (1º Bachillerato).
Tema 1. La naturaleza básica de la vida.
7
- Función de transporte.
 Debido a su poder disolvente, el agua actúa como transportador de sustancias, tanto nutritivas como de
desecho, tanto dentro del organismo como entre éste y su medio.
 La capilaridad es uno de los mecanismos que explican el ascenso de la savia bruta desde las raíces hasta
las hojas, pasando por el tallo.
- Función bioquímica.
 Gracias a su poder disolvente, la mayor parte de las reacciones químicas en las células ocurren en un
medio acuoso.
 El agua interviene como reactivo en muchas reacciones metabólicas fundamentales como la fotosíntesis
y la respiración celular.
- Función lubricante. El agua actúa como lubricante no solo en las articulaciones, músculos, tendones y
ligamentos, sino también en los contactos entre órganos (por ejemplo, del hígado con el diafragma o del
estómago con el páncreas).
- Función de aislante térmico. El agua en estado sólido es menos densa que en estado líquido; debido a
ello, el hielo flota en el agua y forma una capa aislante que hace posible la vida bajo las aguas en ambientes
acuáticos fríos (debajo de los hielos el agua se mantiene líquida).
5.2. SALES MINERALES.
Las sales minerales son moléculas inorgánicas, de fácil ionización en presencia de agua, que se pueden
encontrar de varias formas:
- Formando estructuras sólidas insolubles con función de protección y sostén. El carbonato cálcico
(CaCO3) en las conchas de los moluscos y en los huesos o el fosfato cálcico (Ca3(PO4)2) en los huesos, son
algunos ejemplos.
- En disolución. Las sales minerales en disolución se ionizan dando lugar a aniones y cationes. Los más
importantes son:
 Cationes: Na+
, K+
, Ca2+
, Mg2+
, Fe2+
(ferroso) y Fe3+
(férrico).
 Aniones: Cl
, PO4
3
, HCO3
, SO4
2
, NO3

.
- Asociadas a moléculas orgánicas: fosfolípidos, ácidos nucleicos, etc.
A. FUNCIONES DE LAS SALES MINERALES EN DISOLUCIÓN.
Entre las funciones más importantes cabe destacar:
- Regulación de los procesos osmóticos. Si dos soluciones con diferente concentración se ponen en contacto
o están separadas por una membrana permeable, el soluto pasa de la más concentrada a la más diluida y
el disolvente lo hace en sentido contrario hasta que las dos concentraciones se igualan. Este proceso recibe
el nombre de difusión.
Dibujo: “Difusión”

8. Biología y Geología (1º Bachillerato).
Tema 1. La naturaleza básica de la vida.
8
Pero si dichas soluciones se separan por medio de una membrana semipermeable (deja pasar el
disolvente pero no los solutos), solo pasará el disolvente de la solución más diluida (hipotónica o
hipoosmótica) a la más concentrada (hipertónica o hiperosmótica) hasta equilibrar ambas
concentraciones. Este proceso recibe el nombre de ósmosis.
La diferencia de presión osmótica condiciona los desplazamientos del agua entre los distintos
compartimentos.
Dado que la membrana plasmática de las células se comporta como una membrana semipermeable, la
célula puede verse afectada por procesos osmóticos:
- Las células animales pierden agua y se deforman si se encuentran en un medio hipertónico y pueden
llegar a estallar (plasmólisis) si el medio es hipotónico.
- Las células vegetales soportan mejor las consecuencias de la ósmosis. La presencia de la pared celular
por fuera de la membrana plasmática impide que estallen en un medio hipotónico. La entrada de agua,
cuando se encuentran en un medio hipotónico, hace que la célula se hinche y ejerza una presión sobre
la pared, llamada turgencia, que contribuye al mantenimiento de su forma.
- Regulación del equilibrio ácido-base. En los seres vivos el pH habitual, tanto de la célula como de los
líquidos intercelulares, está próximo a la neutralidad. Sin embargo, en muchas reacciones biológicas se
desprenden iones hidrógeno (H+
) e iones hidroxilo (OH
) lo que determina cambios en el pH.
Para que las reacciones metabólicas puedan desarrollarse con normalidad es necesario que el pH sea
constante y próximo a la neutralidad; de ahí la importancia del control del pH en las células y en los fluidos
corporales. Dicho control se efectúa por medio de soluciones amortiguadoras o sistemas tampón, que
tienden a impedir el cambio de pH cuando se añaden OH
ó H+
. Estos sistemas están constituidos siempre
por la mezcla de un ácido o de una base débiles con sus sales.
Uno de los sistemas tampón más importantes es el formado por el ácido carbónico (H2CO3) y el
hidrógeno carbonato de sodio (NaHCO3).
Los sistemas tampón se oponen automáticamente a los cambios de pH y así se mantiene la neutralidad de
los líquidos orgánicos. El principal tampón en los líquidos extracelulares es el formado por el ácido
carbónico y el hidrógeno carbonato de sodio (H2CO3 / HCO3Na) y en los líquidos intracelulares el formado
por el fosfato monosódico y el fosfato disódico (H2PO4Na / HPO4Na2).
- Acción específica de algunos cationes. Entre ellos podemos citar:
 Calcio (Ca2+
): desempeña un papel fundamental en la coagulación de la sangre y en la contracción
muscular.
 Sodio (Na+
) y potasio (K+
) junto con el cloro (Cl
) intervienen en la transmisión del impulso nervioso.
 Hierro (Fe2+
): forma parte del grupo hemo de la hemoglobina.
 Magnesio (Mg2+
): actúa como cofactor de muchos enzimas que intervienen en la respiración celular y
en la duplicación del ADN.
Dibujo: “Ósmosis”
Dibujo: “Plasmólisis y turgencia”
Esquema: “Sistemas tampón”