Este documento describe los elementos químicos y biomoléculas fundamentales para la vida, incluyendo el carbono, oxígeno, nitrógeno, fósforo y azufre. Explica que la vida surgió en el agua y evolucionó a través de la combinación de estas sustancias en biomoléculas más complejas. También resume la teoría celular, señalando que todas las células proceden de otras células y que la unidad básica de la vida es la célula.

1. O MANTEMENTO DA VIDA 0

2. 1.La vida empieza en el agua La elevada dependencia que tienen los seres vivos del agua se debe a que la vida se origin ó en el medio acuático. Los elementos presentes en los antiguos océanos se combinaron formando sencillas biomoléculas . Las posterior unión de estas biomoléculas sencillas dio lugar a otras biomoléculas más complejas que, en algún momento posterior, originaron las primeras células . La perpetuación de la vida hasta hoy ha sido posible porque algunas biomoléculas son capaces de realizar copias de sí mismas y así pasar de una generación a otra. 1

3. 2. La composici ón química de los seres vivos 2.1. Los elementos bioqu ímicos 2.2. El carbono 2.3. El ox ígeno 2.4. El nitrógeno 2.5. El fósforo 2.6. El azufre 2.7. Las biomoléculas 2

4. 2.1. Los elementos bioqu ímicos Los seres vivos est án formados por los mismos elementos químicos que forman la materia mineral, aunque en distintas proporciones. Estos elementos se denominan bioelementos y se pueden clasificar en: elementos primarios (C, H, O, N, P, S; los m ás abundantes), elementos secundarios ( Na + , K + , Ca 2+ , Mg 2+ , Cl - . ) y oligoelementos ( Mn , Fe, Co, Cu, Zn…) 3

5. 2.2. El carbono ( C ) El elemento m ás característico de la materia viva es el carbono . Su estructura posee una gran facilidad para unirse a otros átomos y formar compuestos estables. Los átomos de carbono e hidrógeno se unen originando unas moléculas denominadas hidrocarburos . De éstas, derivan las moléculas que forman los seres vivos. 4

6. 2.3. El ox ígeno ( O ) Adem ás de ser un elemento esencial de los seres vivos, el ox ígeno también lo encontramos en la atmósfera y disuelto en el agua. Los organismos toman oxígeno y lo utilizan en un proceso denominado respiración celular , que proporciona la energía necesaria para las funciones vitales. Todos los seres vivos toman el oxígeno de la atmósfera y lo devuelven en forma de dióxido de carbono . Por tanto, el dióxido de carbono pasa de los seres vivos al medio, y viceversa gracias a la fotosíntesis, describiendo un ciclo. 5

7. 2.4.El nitrógeno ( N ) El nitrógeno está presente en seres vivos como, plantas y animales . También es una parte importante para no vivos como el aire y la tierra que pisamos. Los átomos de nitrógeno no permanecen en un lugar. Se desplazan lentamente entre seres vivos o muertos, por el aire, la tierra y el agua. A este movimiento se le conoce como ciclo del nitrógeno. La mayoría del nitrógeno que encontramos en la Tierra se encuentra en la atmósfera . Todas las plantas y animales necesitan nitrógeno para elaborar aminoácidos, proteínas y DNA; pero el nitrógeno en la atmósfera no se encuentra en forma que lo puedan usar. Los animales obtienen el nitrógeno que necesitan alimentándose de plantas o animales que contienen nitrógeno. 6

8. 2.5. El fósforo ( P ) El Fósforo, se encuentra en forma natural en las rocas y en el suelo terrestre, y es liberado al suelo por acción de la erosión. El fósforo es un elemento esencial para los seres vivos, y los procesos de la fotosíntesis de las plantas, como otros procesos químicos de los seres vivos. En la naturaleza se encuentra formando parte de los minerales o de los componentes orgánicos de los tejidos vivos como huesos y dientes. El fósforo es un elemento que se puede encontrar en las estructuras del ADN de los organismos. 7

9. 2.6. El azufre ( S ) Su reserva fundamental es la corteza terrestre y es usado por los seres vivos en pequeñas cantidades. El azufre es un nutriente secundario requerido por plantas y animales para realizar diversas funciones, además el azufre está presente en prácticamente todas las proteínas y de esta manera es un elemento absolutamente esencial para todos los seres vivos. El azufre circula a través de la biosfera de la siguiente manera, por una parte se comprende el paso desde el suelo o bien desde el agua, si hablamos de un sistema acuático, a las plantas, a los animales y regresa nuevamente al suelo o al agua. La actividad industrial del hombre esta provocando exceso de emisiones de gases sulfurosos a la atmósfera y ocasionando problemas como la lluvia ácida. 8

10. 2.7. Las biomol éculas Las biomol éculas son exclusivas de los seres vivos. Son los glúcidos , los lípidos , las proteinas y los ácidos nucleicos . Las biomoléculas realizan diversas funciones: Los glúcidos proporcionan la energía . Los lípidos son sustancias de reserva energética . Las proteinas sirven para el crecimiento y reparación de tejidos. Los ácidos nucleicos permiten las funciones de reproducción . 9

11. 3. La unidad de los seres vivos 3.1. Descubrimiento 3.2. Teoría celular 3.3. Los seres vivos est án formados por células 3.4. Tipos de células 3.5. La célula 10

12. 3.1.El descubrimiento de la célula Robert Hooke (siglo XVII) observando al microscopio comprobó que en los seres vivos aparecen unas estructuras elementales a las que llamó células . Fue el primero en utilizar este término. Dibujo de R. Hooke de una lámina de corcho al microscopio 11

13. El descubrimiento de la célula Antony van Leeuwenhoek (siglo XVII) fabricó un sencillo microscopio con el que pudo observar algunas células como protozoos y glóbulos rojos . Dibujos de bacterias y protozoos observados por Leeuwenhoek 12

14. 3.2.La teoría celular Estos estudios y los realizados posteriormente permitieron establecer en el siglo XIX lo que se conoce como Teoría Celular , que dice lo siguiente: 1- Todo ser vivo está formado por una o más células. 2- La célula es lo más pequeño que tiene vida propia: es la unidad anatómica y fisiológica del ser vivo. 3- Toda célula procede de otra célula preexistente. 4- El material hereditario pasa de la célula madre a las hijas. 13

15. 3.3. Los seres vivos est án formados por células Todos los seres vivos, tambi én llamados organismos , están formados por células . Much ísimos están constituidos por una sola célula ( unicelulares ); los demás están formados por un gran número de células ( pluricelulares ). 14

16. 3.4. La célula La célula no es una estructura única y uniforme, ya que su organización, tamaño, forma y funciones varían enormemente. Estructura de la célula Todas la células poseen una membrana , un citoplasma y un material nuclear . En las células menos evolucionadas, el material nuclear está disperso en el citoplasma formando el nucleoide . En las células más evolucionadas, el material nuclear está rodeado por un doble membrana ( envoltura nuclear ). El material nuclear y la envoltura forman el núcleo . 15

17. La estructura de la célula MEMBRANA PLASMÁTICA: una membrana que la separa del medio externo, pero que permite el intercambio de materia. La estructura básica de una célula consta de: CITOPLASMA: una solución acuosa en el que se llevan a cabo las reacciones metabólicas. ADN: material genético, formado por ácidos nucleicos. ORGÁNULOS SUBCELULARES: estructuras subcelulares que desempeñan diferentes funciones dentro de la célula. 16

18. Los orgánulos celulares Núcleo: contiene la instrucciones para el funcionamiento celular y la herencia en forma de ADN. Mitocondrias: responsables de la respiración celular, con la que la célula obtiene la energía necesaria. Retículo : red de canales donde se fabrican lípidos y proteínas que son transportados por toda la célula.. Aparato de Golgi: red de canales y vesículas que transportan sustancias al exterior de la célula. Vacuolas: vesículas llenas de sustancias de reserva o desecho. Lisosomas: vesículas donde se realiza la digestión celular. Ribosomas: responsables de la fabricación de proteínas Centriolos: intervienen en la división celular y en el movimiento de la célula. 17

19. 3.5. Tipos de c élulas Seg ún su complejidad, las células se dividen en dos categorías : C élulas procarióticas que poseen un tamaño muy pequeño. Células eucarióticas que son mucho más grandes y complejas que las procarióticas. 18

20. Tipos de Células Podemos encontrar dos tipos de células en los seres vivos: CÉLULA PROCARIOTA El material genético ADN está libre en el citoplasma. Sólo posee unos orgánulos llamados ribosomas. Es el tipo de célula que presentan las bacterias CÉLULA EUCARIOTA El material genético ADN está encerrado en una membrana y forma el núcleo. Poseen un gran número de orgánulos. Es el tipo de célula que presentan el resto de seres vivos. 19

21. Tipos de células eucariotas Célula eucariota animal Célula eucariota vegetal Recuerda: que la célula vegetal se caracteriza por: Tener una pared celular además de membrana Presenta cloroplastos , responsables de la fotosíntesis Carece de centriolos . 20

22. 4. Organizaci ón y funciones de los seres vivos 4.1. Organizaci ón de los seres vivos 4.2. Funciones de los seres vivos 21

23. 4.1. Organizaci ón de los seres vivos Un organismo pluricelular contiene millones de c élulas. Sin embargo, algunas están especializadas en funciones determinadas. Las células especializadas en una función se agrupan formando un tejido (muscular, nervioso, óseo…). Los tejidos se unen construyendo órganos (corazón, hígado…). Los órganos, tejidos y grupos de células, constituyen sistemas o aparatos (aparato digestivo). Un organismo está formado por todos los elementos anteriores. Varios organismos de la misma especie constituyen una población . Varias poblaciones integran una comunidad y varias de éstas constituyen la Biosfera . 22

24. 4.2. Funciones de los seres vivos Los seres vivos se caracterizan por ser capaces de realizar tres funciones esenciales: nutrici ón , relación y reproducción . Funci ón de nutrici ón. Los seres vivos necesitan energía para realizar sus funciones, esta energía la obtienen de las biomoléculas (nutrición autótrofa y heterótrofa ). Funciones de relaci ón. Es la capacidad para percibir señales del entorno y responder a ellas; esto permite a los seres vivos relacionarse con el medio y adaptarse a él. Función de reproducción. Es la capacidad de crear copias de sí mismos ( reproducción asexual y sexual ). 23

25. Las funciones celulares Nutrición celular Relación celular. Reproducción celular 24

26. Nutrición celular La nutrición celular engloba los procesos destinados a proporcionar a la célula energía para realizar todas sus actividades y materia orgánica para crecer y renovarse. En la nutrición heterótrofa (células animales): La membrana permite el paso de algunas sustancias. La célula incorpora partículas mayores mediante fagocitosis. Una vez incorporadas estas sustancias son utilizadas en el metabolismo celular . 25

27. Nutrición celular En la nutrición autótrofa (células vegetales): La célula atrapa la energía de la luz solar . La célula incorpora agua , CO2 y sales minerales y mediante la energía atrapada fabrica sus propios alimentos (fotosíntesis). Una vez fabricadas, estas sustancias son utilizadas en el metabolismo celular . 26

28. Nutrición celular El metabolismo celular ( catabolismo y anabolismo ) Es un conjunto de reacciones químicas que ocurren en la célula con la finalidad de obtener energía y moléculas para crecer y renovarse. La Respiración Celular es una de las vías principales del metabolismo, gracias a la cual la célula obtiene energía en forma de ATP . Tiene lugar en las mitocondrias . 27

29. La VIDA en la Tierra depende actualmente de 2 procesos: Uno, de creación de materia orgánica, la FOTOSÍNTESIS. Y otro que utiliza esa misma materia orgánica, quemándola, para obtener energía, la RESPIRACIÓN. No obstante, algunos ecosistemas se basan en la QUIMIOSÍNTESIS, y también algunos seres vivos obtienen energía en ausencia de O 2 mediante FERMENTACIÓN. 28

30. Luz del Sol CO 2 H 2 O + sales minerales Savia bruta Savia elaborada Glucosa C 6 H 12 O 6 O 2 FOTOSÍNTESIS cloroplastos Producción de materia orgánica (generalmente azúcares) a partir de la luz del Sol, dióxido de carbono, agua y sales minerales, desprendiéndose oxígeno. Solo pueden realizarla los Vegetales, y ciertas Algas y Bacterias. 29

31. RESPIRACIÓN Combustión de materia orgánica para obtener energía (en forma de ATP). Para quemar la materia orgánica se utiliza oxígeno, desprendiéndose CO 2 y obteniéndose H 2 O. La realizan todos los seres vivos (vegetales y animales) para poder llevar a cabo sus funciones vitales. mitocondrias O 2 CO 2 Glucosa C 6 H 12 O 6 M ate ria orgánica Energía (ATP) H 2 O 30

32. Los vegetales para obtener la energía necesaria para vivir, queman durante la respiración, en las mitocondrias, la materia orgánica que ellas mismas producen gracias a los cloroplastos. Son seres autótrofos, es decir, producen su propio alimento . Los animales queman durante la respiración la materia orgánica que obtienen con la alimentación. Son seres vivos heterótrofos. 31

33. Relación celular Mediante la función de relación las células reciben estímulos del medio y responden a ellos. La respuesta más común a estos estímulos es el movimiento , que puede ser de dos tipos: Movimiento ameboide: Se produce por formación de pseudópodos , que son expansiones de la membrana plasmática producidos por movimientos del citoplasma. Movimiento vibratil: Se produce por el movimiento de cilios o flagelos de la célula. 32

34. Reproducción celular La función de reproducción consiste en que a partir de la célula progenitora se originan dos o más descendientes . Es un proceso que asegura que cada descendiente tenga una copia fiel de material genético de la célula madre. En las células procariotas se produce la división simple por bipartición: El ADN de la bacteria se duplica y forma dos copias idénticas. Cada copia se va a un punto de la célula y más tarde la célula se divide en dos mitades. Así se forman dos células hijas iguales, más pequeñas que la progenitora. 33

35. Reproducción celular En las células eucariotas se produce la división por un proceso llamado “mitosis”: 1º en la profase : el ADN se encuentra en forma de cromosomas, la membrana del núcleo se deshace y los centriolos se han duplicado. 2º en la metafase : se forma el huso mitótico, filamentos a los que se unen los cromosomas. 3º en la anafase : las dos mitades de cada cromosoma (cromátidas) se separan hacia polos opuestos de la célula. 4º en la telofase : desaparece el huso y se forman las dos nuevas membranas nucleares. La célula se divide en dos células hijas. 34