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Resumen parcial 1 biologia celular 08 cbc...

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Características de los Seres Vivos Conjunto de características que permiten distinguir a un ser vivo de la materia inerte. BACTERIAS (unicelulares de célula eucariota), EUKARYA (individuos unicelulares y pluricelulares eucariotas), ARCHAEA (individuos extreofilos) Los SISTEMAS son una porción del universo que se aísla arbitrariamente para su estudio. Rodeada por el entorno (condiciona) y nosotros a su vez lo modificamos. 1) Sistemas abiertos: Porque intercambian materia y energía con el entorno. Mediante la nutrición se ingesta la materia y la energía, y como resultado del metabolismo se producen los desechos que son excretados (salida de materia) y se pierda (porque sale) energía en forma de calor. Tienen composición dinámica: Porque permanentemente entran y salen sustancias. Todo el tiempo ocurren transformaciones químicas dentro de los seres vivos. Modifican el entorno en el que viven: Es una consecuencia directa de ser sistemas abiertos. En relación con la termodinámica: los seres vivos se mantienen altamente ordenados a expensas de consumir energía del entorno y transformarlo aumentando la entropía (desorden) del universo. 2) Metabolismo: Es la suma de todos los procesos químicos que ocurren dentro de una célula u organismo de manera controlada, regulada y ordenada. Son las transformaciones por las cuales la energía y la materia se hacen disponibles para el uso de los organismos. Esto incluye a otros procesos presentes en los seres vivos:   

Respiración: Liberación controlada de energía dentro de las células a partir de nutrientes para permitir otras funciones vitales (Usa la energía de mol. de ATP) Excreción: Remoción de desechos (sustancias tóxicas en exceso) producidas por el metabolismo celular. Nutrición: Ingesta de alimentos (nutrientes) del ambiente, para construcción (crecimiento), mantenimiento y reparación de las células del organismo.

3) Homeostasis: Nos permite tener un estado estacionario, mantenimiento de los parámetros físicos y químicos del ambiente interno en niveles constantes o dentro de niveles estrechos, a pesar de los cambios del ambiente externo. Se alcanza el equilibrio cuando se muere. 4) Irritabilidad: capacidad de elaborar una respuesta especifica ante un estimulo dado. 5) Reproducción: Capacidad que tenemos de generar descendencia y que esta pertenezca a la misma especie que el o los progenitores. Mantiene las características de la especie (similares NO idénticos) = categoría taxonómica (conjunto de individuos con características morfológicas y fisiológicas similares y que son interfertiles es decir, de descendencia fértil). 6) Crecimiento y desarrollo (solo en pluricelulares): los cambios más visibles que ocurren en la vida de un organismo que se relacionan con el aumento de tamaño indeterminado, según la especie, por el incremento del número de células que constituyen el organismo, lo denominamos crecimiento. Durante su vida, los individuos experimentan muchísimos otros cambios, no tan visibles, que implican la maduración de distintas partes del cuerpo, a esto lo llamamos desarrollo (el incremento de células genera células diferenciadas, programado genéticamente) Mitosis: es un proceso que ocurre en el núcleo de las células eucariotas y que procede inmediatamente a la división celular, consistente en el reparto equitativo del material hereditario (ADN) característico. 7) Adaptación: es la adecuación constante de cada individuo no solo al entorno sino también a sus propios cambios internos. Esta capacidad se da genéticamente, dada por los genes presentes en dicha especie (mayor plasticidad

genética). No es lo mismo que aclimatación (mecanismos del individuo que permitan la supervivencia dentro de cierto rango de variación de algunos factores ambientales). 8) Evolución: Proceso que involucra a varias generaciones de individuos dentro de una población. El mecanismo de selección natural explica que, ante los cambios de ambiente (presión de selección) sólo aquellos individuos que por azar tengan las características genéticas que los hacen ser más aptos (para las nuevas condiciones del ambiente), serán los que puedan reproducirse y pasar estas características a las nuevas generaciones. La acumulación de estos pequeños cambios genéticos, luego de muchas generaciones, llevará a la especiación (aparición de nuevas especies). Teoría celular: todo individuo está formado por células y estas siempre proviene de otra preexistente (teoría de la evolución)

Niveles de organización o complejidad Se desarrolló la idea de que la vida puede organizarse en niveles estructurales jerárquicos. Se organiza desde lo más simple hasta lo más complejo. Cada nivel de organización incluye los niveles inferiores y constituye, a su vez, la base de los niveles superiores. Cada nivel se caracteriza por poseer propiedades específicas y características que emergen en ese nivel y no existen en el anterior: las propiedades emergentes. Las múltiples interacciones que ocurren entre los componentes de un nivel de organización determinan sus propiedades emergentes. 1° nivel átomo: La partícula más pequeña en que puede dividirse un elemento químico y continuar manteniendo las propiedades características del elemento. 2° nivel molécula: Partícula formada por 2 o + átomos que se mantienen unidos por enlaces químicos. Ión: Molécula pequeña que contiene un N° desigual de protones y electrones y por lo tanto tiene una carga neta positiva o negativa. 3° nivel macromolécula (1 o más moléculas): Molécula extremadamente grande, formada por la unión de moléculas pequeñas. ej.: proteínas, polisacáridos, ácidos nucleicos, triglicéridos. 4° nivel complejo macromolecular (2 o más moléculas): Formada por una serie de macromoléculas unidas entre sí de un modo particular. ej.: virus y ribosomas. 5° nivel estructura subcelular (microesferas): Formada por varias estructuras supramoleculares y macromoléculas unidas entre sí de un modo particular. ej.: mitocondrias, cloroplastos, etc. 6° nivel (menor nivel de organización que tiene vida) Célula: Todos los organismos están formados por células, es la unidad fundamental de la vida. La mayoría de los organismos son unicelulares (bacterias y protistas). Otros organismos son multicelulares (hongos, plantas y animales). 7° nivel Tejido: Un grupo de células estructuralmente similares, estrechamente asociadas, que trabajan juntas para llevar a cabo funciones específicas. 8° nivel Órgano: Estructura especializada hecha de tejidos, c/u tiene su propia función, formando una unidad especializada en una función general particular. 9° nivel Sistema de órganos: Un grupo organizado de órganos, c/u con su propia función, que trabajan juntos para llevar a cabo una función general. Nivel más complejo que puede alcanzar un solo individuo.

10° nivel Organismo/Individuo: Cualquier sistema vivo independiente compuesto por 1 o más células se denomina individuo. Conjunto de individuos formados por la misma bacteria que comparten un mismo hábitat. 11° nivel Población: Todos los individuos de la misma especie que cohabitan y coexisten en el mismo lugar en el mismo tiempo. Especie: 2 individuos son de la misma especie cuando podrían reproducirse y la descendencia fuese fértil. 12° nivel Comunidad: conjunto de todas las comunidades que comparten el mismo tipo de vegetación y fauna asociada. En un sistema ecológico se denomina biocenosis. 13° nivel Ecosistema: comunidad + ambiente + interacciones Todo lo abiótico (sin vida) más lo biótico (con vida) en un mismo lugar al mismo tiempo y las interacciones entre ellos. Máximo nivel de organización de la materia > Biósfera: “esfera de vida”. Todos los lugares del planeta Tierra donde hay vida. En el primer nivel de organización se encuentran las biomoleculas: moléculas que pueden ser fabricadas por los seres vivos Química general e inorgánica Elementos más abundantes en los seres vivos (97% de la materia viva): Carbono (C) - Hidrógeno (H) - Nitrógeno (N) Oxígeno (O) - Fósforo (P) - Azufre (S). Elementos más abundantes en la corteza terrestre: Silicio (Si) - Aluminio (Al) - Hierro (Fe) - Calcio (Ca) - Sodio (Na) Potasio (K) - Magnesio (Mg). Número atómico nos dice cuántos protones (que es = a los electrones) tiene el átomo. Número másico nos dice cuántos protones + neutrones tiene el átomo. Tabla periódica se divide en: estables (gases inertes: algo que no reacciona debido a que en el último nº cuántico tienen el nº máximo de electrones que pueden sostener energéticamente la estructura atómica, 8) y no estables (gases no inertes: reaccionan) El periodo indica el nivel cuántico Cuantum: paquete de energía de cada electrón; mayor energía, mas lejos del núcleo (los electrones ocupan diferentes niveles de energía. Los más cercanos al núcleo poseen menor energía y los más alejados, mayor energía) Orbital: zona donde es más probable encontrar un electrón. El máximo de electrones en el orbital. Átomo: unidad constituyente más pequeña de la materia que tiene las propiedades de un elemento químico. Son muy pequeños y no tiene límites muy definidos. Compuestos por un núcleo que está formado por neutrones (sin carga) y protones (carga positiva). Alrededor del núcleo orbitan los electrones (carga negativa). La primera órbita puede tener hasta 2 electrones y la segunda hasta 8. Son neutros porque poseen igual número de protones y electrones. Partículas subatómicas: forman el átomo. Son los protones, neutrones y electrones.

Elemento: Sustancia simple que está constituida solo por átomos del mismo N° atómico y que no puede descomponerse por métodos químicos ordinarios. Isótopos: Átomos del mismo elemento que difieren en el N° de neutrones. Tienen las mismas propiedades químicas, pero distintas propiedades físicas (grado de radioactividad). Se usan para el diagnóstico médico, el seguimiento de moléculas y la datación de fósiles (carbono 14).

Enlaces químicos: Es la energía que mantienen unidos a los átomos (enlace interatómico) para formar moléculas o formar sistemas cristalinos (iónicos, metálicos o covalente) y moléculas (enlace intermolecular) para formar los estados condensados de la materia (sólido y líquido), dicha fuerza es de naturaleza electromagnética (eléctrica y magnética). Fuertes: uniones estables. Requieren de mucha fuerza para separar sus componentes (iónicos, covalentes y metálicos) 1) Enlace Iónico: Es la fuerza de atracción eléctrica que existe entre los iones de cargas opuestas (cationes aniones) que los mantiene juntos en una estructura cristalina. Generalmente se da entre un metal y un nometal. Resulta de la transferencia de 1 o + electrones: Un átomo cede e- y el otro los acepta; ambos átomos se ionizan con cargas opuestas; al tener cargas opuestas se atraen. Las sustancias iónicas se disocian o ionizan en agua. Estos enlaces solo son fuertes en el vacío. Las sustancias iónicas sólidas forman cristales. El más electropositivo es el Fr. La electronegatividad (capacidad de un átomo de atraer electrones cuando forma un enlace químico en una molécula) aumenta izquierda a derecha y de abajo hacia arriba. Esta está afectada por dos magnitudes: la masa atómica y la distancia de los electrones de valencia con respecto del núcleo atómico. Estos últimos se encuentran en la capa de mayor nivel del átomo y presentan una facilidad para formar enlaces. 2) Enlace Covalente: Es la fuerza electromagnética que mantiene unidos a los átomos que comparten electrones (estado más estable). De este modo abandonan sus orbitales atómicos para formar orbitales moleculares. Los átomos enlazados se encuentran neutros y generalmente son no-metálicos.  No-Polar: Si los electrones de un enlace se comparten de manera igual (molécula simétrica). Interactúa con otras moléculas no-polares y son solubles en solventes no-polares (oleosos)  Polar: Si los electrones de un enlace se comparten de manera desigual (molécula asimétrica). En este caso aparece una zona con densidad de carga + (ligeramente positiva), es la zona de la molécula que ejerce menor atracción sobre los electrones; y una zona con densidad de carga - (ligeramente negativa), es la zona que atrae más fuertemente a los electrones. Interactúa con otras moléculas polares y son solubles en agua. Débiles Son fuerzas de atracción o repulsión débiles que ocurren en gran número de moléculas y macromoléculas (distintas partes de la misma molécula). Su función es mantener las moléculas unidas de manera reversible con una baja energía de activación en la reacción. Son fuerzas 20 veces menores que la de un enlace covalente. 1) Interacciones electrostáticas: Fuerzas de atracción entre grupos cargados (ionizados) en distintas partes de la macromolécula 2) Fuerzas de Van der Waals: Ocurren cuando en un instante se produce una mayor densidad electrónica en un hemisferio de la molécula (dipolo instantáneo), y este a su vez induce a las moléculas a su alrededor a transformarse en dipolos y atraerse mutuamente. Interacciones hidrofobicas (no polar, aceite) Zona de la molécula hidrofilicas (anfipaticas: ambos compartimientos de agua) y zona hidrofobicas. 3) Interacción hidrofobicas: Las moléculas no-polares repelen a las moléculas polares y al mismo tiempo se atraen entre sí. Son importantes entre lípidos que son hidrofóbicos (grasas y aceites) y anfipáticos (fosfolípidos)

4) Puentes de hidrógeno: Son interacciones débiles entre el oxígeno (O) de una molécula y el hidrógeno (H) de otra. Las uniones constantemente se rompen y se vuelven a formar. Cada uno es débil, pero en conjunto son fuertes. Cuando el agua está en estado sólido las moléculas de agua se mantienen rígidas por puentes de hidrógeno; en estado líquido los puentes de hidrógeno se forman y se rompen continuamente mientras que las moléculas se mueven; en estado gaseoso el movimiento de las moléculas es tan rápido que no se pueden formar puentes de hidrógeno.

Agua: molécula polar (está presente un elemento muy electronegativo y genera una distribución asimétrica de las cargas). Una molécula es no polar cuando no está presente un elemento electronegativo y/o la distribución de las cargas es asimétrica.

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Estados Solido: moléculas de agua rígidas por puentes hidrogeno. Moléculas muy separadas. Liquida: puentes hidrógenos se rompen y forman continuamente mientras que las moléculas se mueven. Gaseoso: no formas puentes hidrogeno. Estructura Uniones INTRAmoleculares: (Intra=dentro de la molécula). 2 átomos de hidrógeno unidos c/u al átomo de oxígeno por un enlace covalente polar. Uniones INTERmoleculares: (INTER=fuera de la molécula). Puentes de hidrógeno, interacción débil debida a la atracción entre el átomo de H de una molécula y el átomo de O de otra molécula.

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Propiedades del agua

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Menor densidad en estado sólido: Por debajo de los 4°C el agua se hace menos densa (la misma masa ocupa + volumen). Por lo tanto el hielo flota en la superficie del agua líquida. Los lagos y lagunas se congelan desde arriba hacia abajo, por lo que nunca se congelan completamente, permitiendo la vida de los organismos que habitan en ella = es un buen hábitat. Propiedades térmicas: Las moléculas de agua pueden absorber gran cantidad de energía calórica sin cambiar su temperatura. Muy alta capacidad calorífica: capacidad de calor que se le debe entregar s una molécula para que aumente su temperatura Los puentes de hidrógeno generan que haga falta energía extra para romperlos y aumentar la energía cinética de las moléculas (movimiento), lo que hace que la temperatura aumente. Es un medio térmicamente muy estable: Temperaturas muy altas o muy bajas pueden dañar las enzimas y así reducir la velocidad de importantes reacciones químicas. El agua modera el efecto de los cambios de la temperatura. El punto de ebullición del agua es 100°C y el punto de congelamiento es de 0°C, por lo que el agua es líquida en un amplio rango de temperatura. Alto calor de vaporización: las moléculas se mueven más rápidamente y pasan a ser vapor. Esto pasa por la absorción de energía calórica. Conducción eléctrica: El agua pura es un mal conductor de la electricidad, pero cuando contiene sales se convierte en un buen conductor porque hay presencia de iones con cargas eléctricas. Tensión superficial: Por la diferencia que existe entre las fuerzas de atracción que hay en el interior del líquido y en la superficie, lo que provoca una acumulación de moléculas en la superficie, formando una delgada película que opone gran resistencia a romperse, y permite que muchos organismos puedan “andar” sobre el agua y vivan asociados a esta película superficial. Efecto cooperativo: 

Propiedades emergentes:

Cohesión: Los puentes de hidrógeno mantienen a las moléculas fuertemente unidas, formando una estructura compacta que la convierte en un líquido casi incompresible. Esto significa que no es fácil reducir su volumen mediante presión, pues las moléculas de agua están enlazadas entre sí manteniendo unas distancias intermoleculares más o menos fijas. Adhesión: capacidad de atraer a otras sustancias polares. Las moléculas de agua interactúan con las paredes del tubo por adhesión. Capilaridad: Fenómeno que depende de la capacidad de adhesión de las moléculas de agua a las paredes de los conductos capilares y de la cohesión de las moléculas de agua entre sí. Consiste en el ascenso de la columna de agua a través de tubos de diámetro capilar. Las plantas utilizan esta propiedad para la ascensión de la sabia bruta desde las raíces hasta las hojas. A su vez, con esta, se encuentra la imbibición: absorción o penetración capilar de moléculas de agua en sustancias tales como la madera o gelatina, se hinchan. El agua es un importante medio de transporte en los seres vivos y también un importante medio para las reacciones químicas, debido: a sus propiedades como solvente, a sus propiedades cohesivas y adhesivas y a que permanece líquida en un amplio rango de temperatura. 

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Propiedades solventes: El agua es el líquido que más sustancias disuelve (disolvente universal), debido a su característica polar, su capacidad para formar puentes de hidrógeno con otras sustancias polares y iónicas, y por su alto valor de constante dieléctrica (a temperatura ambiente vale 80). La capacidad disolvente es la responsable de dos funciones importantes para los seres vivos: es el medio en el que ocurren la mayoría de reacciones del metabolismo, el aporte de nutrientes y la eliminación de desechos se realizan a través de sistemas de transporte acuosos. Soluto se disuelve en agua, HIDROFILICO (enlaces puente hidrogeno). Si no se disuelve, HIDROFOBICO. Las moléculas polares del agua tienden a separar sustancias iónicas en sus iones constituyentes. Las propiedades polares del agua hacen que sea buen solvente para: Moléculas polares (ej.: azúcares y alcoholes): Estas moléculas forman puentes de hidrógeno con las moléculas de agua y forman soluciones moleculares. Compuestos iónicos (ej.: sales, ácidos y bases): Estos compuestos se disocian en sus iones los cuales forman puentes de hidrógeno con el agua y forman soluciones iónicas NO solventes en agua Las macromoléculas con grupos polares (como el almidón y muchas proteínas) que por su tamaño no pueden disolverse pero quedan en suspensión rodeada de agua formando Coloides. Las macromoléculas hidrofóbicas (como los triacilglicéridos: grasas y aceites) son totalmente insolubles y rechazan al agua formando Fases separadas. Hay moléculas grandes que tienen una zona polar (hidrofílica) que interactúa con el agua, y una no-polar (hidrofóbica) que repele al agua. Estas moléculas se llaman anfipáticas. Ej.: detergentes, ácidos grasos. En agua forman micelas. Ej.: fosfolípidos. En agua forman bicapa Disociación del agua y PH Un porcentaje de moléculas de agua se disocian naturalmente formando: Ión oxhidrilo: es negativo y básico o alcalino Ión hidrógeno: es positivo y ácido

El agua también tiene la tendencia a ionizarse (separase en iones [H+] y iones [HO-]) El PH es la escala de grado de acidez y alcalinidad de una sustancia acuosa. (Probabilidad de que aumente o disminuya la concentración de protones). En agua pura la cantidad de iones oxhidrilo ([HO-]) es igual a la de iones hidrógeno ([H+]), por lo tanto su PH será de 7, o sea, neutro ([HO-] = [H+]). Aunque el agua casi...