TEMA 1 EL Carbono Y LA Materia VIVA y diferencia PDF

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Temas de Bioquimica Y Biologia Celular orientados al estudio de selectividad y usables en carreras de carácter sanitario y científico, son muy utiles ya que estan muy esquematizados...

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TEMA 1: LA MATERIA VIVA Y EL CARBONO Los seres vivos, pese a su diversidad, comparten características y peculiaridades que los diferencian del resto de los elementos inanimados del planeta: todos están formados por materia viva. 1- LA MATERIA VIVA El examen espectroscópico de las estrellas y galaxias ha permitido comprobar que todo el universo conocido está formado por los mismos elementos químicos, agrupados en distintas proporciones. Los seres vivos también están constituidos por los mismos elementos que el resto del cosmos, elementos, que una vez aislados, cumplen todas las leyes físicas y químicas que describen el comportamiento de la materia inanimada: no existen átomos exclusivos de lo vivo. Sin embargo, no hay dudas de que la materia viva presenta características diferenciales con respecto a la no viva: - El organismo vivo es complejo y muy organizado - Cada parte del organismo vivo desempeña una función específica (no solamente a nivel de órgano sino también a nivel de molécula) - Los organismos vivos tienen la capacidad de extraer, transformar y utilizar la energía de su entorno - Los organismos vivos tienen la capacidad de autorreplicarse 2- LA MATERIA VIVA Y EL CARBONO ABUNDANCIA RELATIVA DE ALGUNOS ELEMENTOS QUÍMICOS Corteza terrestre Cuerpo humano Elemento (porcentaje en peso) (porcentaje en peso) H 0,22 63 C 0,19 9,5 N 1,4 O 47 25,5 Na 2,5 0,03 Mg 2,2 0,01 Si 28 P 0,22 S 0,05 Cl 0,08 K 2,5 0,06 Ca 3,5 0,31 Fe 4,5 Si los seres vivos están formados por los mismos elementos que los no vivos, sería lógico pensar que habrían utilizado los elementos más abundantes del planeta para formar su materia. Observando detenidamente la tabla vemos que esto no es así. H,O y C son los elementos principales de la materia viva, no correspondiéndose con sus porcentajes en la corteza terrestre. El C tiene cuatro electrones en su periferia, por lo que puede formar enlaces covalentes dirigidos hacia los cuatro vértices de un tetraedro imaginario. Esto le

permite la configuración de estructuras tridimensionales y una gran capacidad para formar enlaces covalentes, simples, dobles o triples con otros átomos de carbono y/o hidrógeno, oxígeno, azufre, etc., dando lugar a diferentes grupos funcionales. Un grupo funcional es un conjunto de átomos unidos de forma determinada, que comunica a las moléculas unas propiedades características. Ejemplos: GRUPO FUNCIONAL Hidroxilo –OH Carbonilo C=O Carboxilo –C=O OH Amino –NH2 Carbonilo + Amino

COMPUESTO Alcoholes –C-OH Aldehídos Cetonas -C=O -C=O H Ácidos orgánicos -COOH Aminas C-NH2 Amidas C=O NH2

También el silicio presenta estas propiedades y, además, es más abundante en la corteza terrestre que el carbono. ¿Por qué entonces el carbono en vez de el silicio? Por los siguientes motivos: - Los enlaces C-C son estables y permiten formar cadenas lineales o ramificadas y anillos, que constituyen los esqueletos de muchas moléculas, mientras que los enlaces Si-Si son inestables - El CO2 es gaseoso y soluble en agua, por lo que puede ser expelido por los animales y absorbido por las plantas. Sin embargo el compuesto de silicio equivalente, el SiO2 es sólido e insoluble en agua. 3- NIVELES DE ORGANIZACIÓN BIOLÓGICA Al observar la materia viva podemos distinguir varios grados de complejidad estructural, son los llamados niveles de organización. Actualmente se diferencian siete niveles: el subatómico, el atómico, el molecular, el celular, el pluricelular, el nivel de población y el de ecosistema. Los niveles subatómico y atómico son abióticos, es decir, niveles de materia no viva; el nivel molecular es en parte un nivel abiótico y en parte un nivel biótico, ya que a él pertenecen los virus. Estos organismos están en la frontera entre la materia viva y la no viva. El resto de los niveles son bióticos. 3.1- CARACTERÍSTICAS DE LOS NIVELES DE ORGANIZACIÓN.  Nivel subatómico: lo integran las partículas más pequeñas de la materia: protones, neutrones...etc  Nivel atómico: está constituido por los átomos. Los átomos son las partes más pequeñas de los elementos químicos que intervienen en una reacción.  Nivel molecular: es el que incluye a las moléculas, unidades materiales formadas por agrupación de dos o más átomos mediante enlaces químicos. A las moléculas que constituyen la materia viva se les llama biomoléculas. A este nivel pertenecen también las macromoléculas y los virus. Las macromoléculas resultan de la unión de muchas moléculas en un polímero. La unidad que se repite se llama monómero. Varias macromoléculas pueden unirse en un complejo supramolecular, y éstos a su vez pueden asociarse formando orgánulos celulares. Los virus son complejos supramoleculares.

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Nivel celular: abarca las células. Se distinguen dos tipos: Células procariotas: son las que carecen de envoltura nuclear y no tienen el citoplasma compartimentado. Células eucariotas: son las que tienen envoltura nuclear, y por lo tanto un núcleo bien diferenciado, y presentan el citoplasma compartimentado, es decir, con orgánulos.

Nivel pluricelular: abarca aquellos seres vivos que están constituidos por más de una célula. Dentro de este nivel se pueden distinguir varios grados de complejidad o subniveles: Tejidos: conjunto de células muy parecidas que realizan la misma función y tienen el mismo origen Órganos: asociaciones de diferentes tejidos que realizan una o varias funciones concretas. Sistemas : conjuntos de órganos parecidos, ya que están constituidos por los mismos tejidos, pero que realizan actos que pueden ser completamente independientes. Aparatos: conjuntos de órganos que pueden ser muy diferentes entre sí, pero cuyos actos están coordinados para realizar una función.  Nivel de población: engloba a los organismos de la misma especie, no en cuanto a organismos concretos, sino desde el punto de vista de las relaciones que se establecen entre ellos tanto en el espacio como en el tiempo.  Nivel de ecosistema: en él se estudian tanto el conjunto de poblaciones que viven relacionadas Biocenosis, como el lugar, con sus condiciones fisicoquímicas, en el que viven Biotopo. El conjunto de biocenosis y biotopo se denomina Ecosistema. 

4- BIOELEMENTOS Los bioelementos son los que forman parte de los seres vivos, que como ya hemos dicho anteriormente son los mismos que se encuentran en la corteza terrestre, es decir, lo significativo no es el tipo de elemento que se encuentra en la materia viva, sino la proporción en que se encuentran cada uno de ellos. Se pueden clasificar en tres grupos diferenciados:

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Bioelementos mayoritarios: son los que se encuentran siempre presente en la materia viva. Se pueden distinguir: primarios: constituyen los componentes esenciales con los que se construyen la materia viva, para formar las biomoléculas o principios inmediatos. Son: C, N, H, O, S y P. secundarios: son elementos menos abundantes en la materia viva pero que desempeñan funciones vitales en la fisiología celular. Son: Mg, Ca, K, Na y Cl

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Oligoelementos esenciales: son esenciales para la vida, pero se encuentran en la materia viva en cantidades que no superan el 0,1%. Son: Fe, Mn, Cu, Zn, F, I, B, Si, Cr...etc Oligoelementos no esenciales: este grupo lo forman el resto de elementos químicos que, aún no siendo esenciales para todos los organismos, a menudo desempeñan importantes funciones.

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