el agua
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descripcion de los principios del aguaTRANSCRIPT
LA QUÍMICA CELULARLA QUÍMICA CELULAR
LAS MOLÉCULAS DE LOS LAS MOLÉCULAS DE LOS SERES VIVOSSERES VIVOS
EL AGUAEL AGUA
El aguaEl agua
Es la más abundante de las Es la más abundante de las moléculas que conforman los moléculas que conforman los seres vivos.seres vivos.
Constituye entre el 50 y el Constituye entre el 50 y el 95% del peso de 95% del peso de cualquier sistema vivo.cualquier sistema vivo.
La vida comenzó en el agua, La vida comenzó en el agua, y en la actualidad, donde y en la actualidad, donde quiera que haya agua quiera que haya agua líquida, hay vida.líquida, hay vida.
El aguaEl aguaCubre las tres cuartas partes Cubre las tres cuartas partes de la superficie de la Tierra.de la superficie de la Tierra.
Pero, el agua no es en Pero, el agua no es en absoluto un líquido ordinario, absoluto un líquido ordinario, es en realidad, bastante es en realidad, bastante extraordinaria.extraordinaria.
Si no lo fuera, es improbable Si no lo fuera, es improbable que alguna vez pudiese que alguna vez pudiese haber evolucionado la vida haber evolucionado la vida sobre la Tierra.sobre la Tierra.
La estructura del aguaLa estructura del aguaCada molécula de agua está constituida por dos átomos Cada molécula de agua está constituida por dos átomos de hidrógeno (H) y un átomo de oxígeno (O).de hidrógeno (H) y un átomo de oxígeno (O).
Cada uno de los átomos de hidrógeno está unido a un Cada uno de los átomos de hidrógeno está unido a un átomo de oxígeno por un enlace covalente.átomo de oxígeno por un enlace covalente.
El único electrón de cada átomo de hidrógeno es compartido El único electrón de cada átomo de hidrógeno es compartido con el átomo de oxígeno, que también contribuye con un con el átomo de oxígeno, que también contribuye con un electrón a cada enlace.electrón a cada enlace.
La estructura del aguaLa estructura del aguaLa molécula de agua, en conjunto, La molécula de agua, en conjunto, posee carga neutra y tiene igual número posee carga neutra y tiene igual número de electrones y protones.de electrones y protones.
Sin embargo, es una molécula polar.Sin embargo, es una molécula polar.
El núcleo de oxígeno “arrastra” El núcleo de oxígeno “arrastra” electrones fuera del núcleo de electrones fuera del núcleo de hidrógeno, dejando a estos núcleos con hidrógeno, dejando a estos núcleos con una pequeña carga positiva neta.una pequeña carga positiva neta.
El exceso de densidad de electrones en El exceso de densidad de electrones en el átomo de oxígeno crea regiones el átomo de oxígeno crea regiones débilmente negativas en los otros dos débilmente negativas en los otros dos vértices de un tetraedro imaginario. vértices de un tetraedro imaginario.
La estructura del aguaLa estructura del aguaCuando una región de carga parcial Cuando una región de carga parcial positiva de una molécula de agua positiva de una molécula de agua se aproxima a una región de se aproxima a una región de carga carga parcial negativa de parcial negativa de otra molécula otra molécula de agua, de agua, la fuerza de la fuerza de atracción atracción forma entre ellas un forma entre ellas un enlace enlace que se conoce como que se conoce como
puente de hidrógenopuente de hidrógeno..
Un puente de H puede formarse Un puente de H puede formarse solamente entre cualquier solamente entre cualquier átomo átomo de H que esté unido de H que esté unido covalentemente a un átomo covalentemente a un átomo que que posee fuerte atracción posee fuerte atracción por los electrones por los electrones (generalmente (generalmente el O oh el N) el O oh el N) y un átomo de y un átomo de O oh N O oh N de otra molécula.de otra molécula.
Puentes de hidrógenoPuentes de hidrógenoEn el agua, En el agua,
los puentes de hidrógeno los puentes de hidrógeno se forman entre se forman entre un “vértice” un “vértice” negativonegativo de la molécula de la molécula
de agua con de agua con el “vértice” positivo de el “vértice” positivo de
otra.otra.
Cada molécula de agua puede Cada molécula de agua puede establecer puentes de hidrógeno establecer puentes de hidrógeno
con otras con otras cuatro moléculascuatro moléculas de agua.de agua.
Un puente de H es más débil que Un puente de H es más débil que un enlace covalente o un enlace covalente o uno iónico, pero, en conjunto uno iónico, pero, en conjunto tienen una fuerza tienen una fuerza
considerable considerable y hacen que las y hacen que las moléculas moléculas se aferren se aferren estrechamente.estrechamente.
EL CICLO DEL AGUAEL CICLO DEL AGUAEs el movimento del agua Es el movimento del agua
hacia la tierra y hacia la tierra y de nuevo al airede nuevo al aire
Evaporación: Evaporación: Es el Es el proceso mediante el cual proceso mediante el cual el el agua líquida se convierte agua líquida se convierte en en vapor de agua.vapor de agua. la mayor la mayor parte ocurre en parte ocurre en los los océanos y maresocéanos y mares
Condensación: Condensación: El El vapor de agua se convierte vapor de agua se convierte en en agua líquida o en hielo. agua líquida o en hielo.
NubesNubesPresipitación: Presipitación: Incluye todas las formas Incluye todas las formas de de agua que caen agua que caen
desde las nubesdesde las nubes
Tensión superficialTensión superficialEs una consecuencia de Es una consecuencia de la la cohesión o cohesión o la la atracción mutua, atracción mutua, de de las moléculas de agua. las moléculas de agua.
Considere el goteo de agua e Considere el goteo de agua e insectos caminando sobre un insectos caminando sobre un estanque.estanque.
La La cohesióncohesión es es la unión de moléculas la unión de moléculas de la de la misma sustancia.misma sustancia.
La La adhesiónadhesión es es la unión de moléculas la unión de moléculas de de sustancias distintas.sustancias distintas.
El aguaEl agua es el medio que les lleva la es el medio que les lleva la mayor parte de materiales necesarios mayor parte de materiales necesarios para vivir.para vivir.
El movimiento de estos materiales El movimiento de estos materiales disueltos de una parte a otra disueltos de una parte a otra se llama se llama traslocación.traslocación.
En la En la fotosíntesisfotosíntesis el hidrógeno de el hidrógeno de la molécula del agua se la molécula del agua se
combina combina con el bióxido de con el bióxido de carbono carbono para formar los para formar los azúcaresazúcares
Las plantas tienen capacidad de Las plantas tienen capacidad de adaptación a medio ambientes adaptación a medio ambientes con o sin agua según sea el casocon o sin agua según sea el caso
EL BALANCE DEL AGUA EN LAS PLANTAS
El proceso por el cual El proceso por el cual el vapor de agua escapa el vapor de agua escapa por las por las hojas hojas por los estomas por los estomas se llama se llama TranspiraciónTranspiración
La transpiración ayuda La transpiración ayuda al enfriamiento de las hojas, al enfriamiento de las hojas, el 3% de la energía solar se usa el 3% de la energía solar se usa en fotosíntesis en fotosíntesis el resto se convierte en calor.el resto se convierte en calor.
Nitratos, sulfatos, fosfatos Nitratos, sulfatos, fosfatos sintetizan sintetizan proteínas y proteínas y
acido Nucleícoacido Nucleíco
K, Mg,Fe, K, Mg,Fe, sintesís enzimáticossintesís enzimáticos
EL BALANCE DEL AGUA EN LAS PLANTAS
Las briofitas musgos y hepáticas son Las briofitas musgos y hepáticas son estructuras similares a raíces estructuras similares a raíces RIZOIDES. RIZOIDES. No No tienen estructuras vasculares, tienen estructuras vasculares, el el agua Cel. a Cel. a pequeñas distanciasagua Cel. a Cel. a pequeñas distancias
La diferencia en presión de agua La diferencia en presión de agua entre entre interno y externo de la raíz interno y externo de la raíz hace hace que el agua entre a los pelos radicularesque el agua entre a los pelos radiculares
Plantas de mayor tamaño obtienen el agua Plantas de mayor tamaño obtienen el agua Raíces Raíces acompañado de pelos radiculares acompañado de pelos radiculares Ej. Ej. Peludas mayor superficiePeludas mayor superficie
Pelo radicular puede ser ciento de veces mayor Pelo radicular puede ser ciento de veces mayor que su diámetro y dura solo unos pocos díasque su diámetro y dura solo unos pocos días
COMO ENTRA EL AGUA A LAS PLANTAS
Plantas unicelularesPlantas unicelulares las sustancias agua, minerales las sustancias agua, minerales se distribuyen por se distribuyen por
difusión y por movimiento difusión y por movimiento Citoplasmáticos.Citoplasmáticos.
La difusión La difusión es un movimiento es un movimiento relativamente lento, relativamente lento,
puede llevar materiales puede llevar materiales a través de una célula.a través de una célula.
Plantas multicelularesPlantas multicelulares donde se donde se mueve agua por difusión el tamaño mueve agua por difusión el tamaño
de la planta está limitado por esto.de la planta está limitado por esto.
Las plantas vascularesLas plantas vasculares tienen tejidos especializados que transportan tienen tejidos especializados que transportan los materiales a través de la planta, los materiales a través de la planta, similar al similar al líquido en una tubería líquido en una tubería que conectan las raíces con las hojas. que conectan las raíces con las hojas.
MOVIMIENTO DE LOS FLUIDOS DENTRO DE LAS PLANTAS
Acción capilar e inhibiciónAcción capilar e inhibiciónLa acción capilar o capilaridadLa acción capilar o capilaridad
es la combinación de es la combinación de la cohesión y la adhesiónla cohesión y la adhesión que hacen que el agua asciendaque hacen que el agua ascienda entre dos láminas, entre dos láminas, por tubos muy finos, por tubos muy finos, en en
un papel secante, o un papel secante, o que que atraviese lentamente atraviese lentamente los los pequeños espacios entre pequeños espacios entre
las partículas del suelo.las partículas del suelo.
SISTEMA DE TRANSPORTACION SISTEMA DE TRANSPORTACION PLANTAS VASCULARESPLANTAS VASCULARES
Xilema:Xilema: Tejido Vascular que provee sostén mecánico a la planta Tejido Vascular que provee sostén mecánico a la planta y conduce agua-minerales desde raíz-hojas.y conduce agua-minerales desde raíz-hojas.
Traquídeas:Traquídeas: Células de xilema alargadas y de paredes gruesas Células de xilema alargadas y de paredes gruesas estrechas estrechas y en forma de tubos.y en forma de tubos.
Elementos de los vasos:Elementos de los vasos: Células de xilema Células de xilema con terminales abiertos en forma de punta con terminales abiertos en forma de punta
que conducen aguaque conducen aguaFloema:Floema: Formado por tubos cribosos Formado por tubos cribosos
transporte, almacén y sosténtransporte, almacén y sostén
Tubos cribosos: Tubos cribosos: Célula unidas terminal con Célula unidas terminal con terminal, Tubos continuos placas cribosas terminal, Tubos continuos placas cribosas
en los terminalesen los terminalesPlacas Cribosas.Placas Cribosas. huecos de cribas que conectan huecos de cribas que conectan
los elementos de los tubos cribososlos elementos de los tubos cribosos
Células acompañantes: Células acompañantes: especializadas que proveen materiales especializadas que proveen materiales y energía que usan los elementos cribososy energía que usan los elementos cribosos
LA CAPILARIDAD Y LA PRESION DE LA RAIZLA CAPILARIDAD Y LA PRESION DE LA RAIZ
La presión de la raíz.La presión de la raíz. Es la presión que hay en el xilema como el resultado Es la presión que hay en el xilema como el resultado
del movimiento hacía adentro del agua. del movimiento hacía adentro del agua. (OSMOSIS). Esta presión por si sola (OSMOSIS). Esta presión por si sola no es suficiente para que el agua suba.no es suficiente para que el agua suba.
Capilaridad: Capilaridad: es la tendencia de un líquido a subir es la tendencia de un líquido a subir de un tubo de díametro pequeño de un tubo de díametro pequeño
gracias a la combinación de gracias a la combinación de dos fuerza la de dos fuerza la de CohesiónCohesión y y adhesiónadhesión
Cohesión: Cohesión: atracción entre moléculas atracción entre moléculas iguales
Adhesión:atracción entre moléculas distintas.
Acción capilar e inhibiciónAcción capilar e inhibición
La inhibición o absorción, La inhibición o absorción, es es la penetración capilar de moléculas de agua la penetración capilar de moléculas de agua en en sustancias tales como la madera o la gelatina sustancias tales como la madera o la gelatina que, que, como resultado de ello, como resultado de ello, se se hinchan hinchan (germinación de semillas).(germinación de semillas).
LA TEORIA DE TRANSPIRACION-COHESIONLA TEORIA DE TRANSPIRACION-COHESION
Sostiene que la evaporación de las hojas Sostiene que la evaporación de las hojas (transpiración) empuja el agua hacia arriba (transpiración) empuja el agua hacia arriba
desde las raíces. desde las raíces. ejemploejemplo
Mercurio , tubo, tallo hojas Mercurio , tubo, tallo hojas
Resistencia a los cambios de temperaturaResistencia a los cambios de temperatura
La cantidad de calor La cantidad de calor que requiere una cantidad dada de la sustancia que requiere una cantidad dada de la sustancia para que se produzca un aumento dado para que se produzca un aumento dado
de temperatura, de temperatura, es su calor específico.es su calor específico.
Una caloríaUna caloría se define como se define como la cantidad de calor que elevará la cantidad de calor que elevará
en 1ºC la temperatura en 1ºC la temperatura de un gramo (1 ml o 1 cmde un gramo (1 ml o 1 cm33) de agua.) de agua.
Una caloría de alimentoUna caloría de alimento es igual a una kilocaloría (1000 calorías)es igual a una kilocaloría (1000 calorías)
Los carbohidratos, lípidos y proteínas Los carbohidratos, lípidos y proteínas pueden degradarse pueden degradarse para proveer energía al cuerpo, para proveer energía al cuerpo, no así las vitamínas y minerales.no así las vitamínas y minerales.
Resistencia a los cambios de temperaturaResistencia a los cambios de temperatura
Los carbohídratos Los carbohídratos son la fuente principal de energía para el cuerpo son la fuente principal de energía para el cuerpo monosacáridos, disacaridos (azucares) y monosacáridos, disacaridos (azucares) y polisacáridos (almidones y celulosa)polisacáridos (almidones y celulosa)
Los lípidosLos lípidos (ácidos grasos el cuerpo, se usa para hacer membranas(ácidos grasos el cuerpo, se usa para hacer membranas celulares y hormonas)celulares y hormonas) son fuente de energía son fuente de energía
altamente concentrada, altamente concentrada, casi el doble de calorías por gramo casi el doble de calorías por gramo
que los carbohidratos y proteínasque los carbohidratos y proteínas
Las proteínas Las proteínas proveen aa el cuerpo necesita proveen aa el cuerpo necesita
para estructuras celular y cromosomas para estructuras celular y cromosomas
Resistencia a los cambios de temperaturaResistencia a los cambios de temperatura
El calor específico del agua es aproximadamente El calor específico del agua es aproximadamente
El doble que el del aceite o del alcohol, El doble que el del aceite o del alcohol,
4 veces el del aire o del aluminio y diez veces el del acero. 4 veces el del aire o del aluminio y diez veces el del acero.
Sólo el amoníaco líquido tiene un calor específico más alto.Sólo el amoníaco líquido tiene un calor específico más alto.
Resistencia a los cambios de temperaturaResistencia a los cambios de temperatura
El calor es una forma de energíaEl calor es una forma de energía, , la energía cinética, o la energía cinética, o energía de movimiento, energía de movimiento,
de las de las moléculas.moléculas.
El calor que se mide en calorías, El calor que se mide en calorías, refleja la energía cinética total refleja la energía cinética total de un grupo de moléculas; de un grupo de moléculas; incluye tanto la magnitud incluye tanto la magnitud de los movimientos de los movimientos
moleculares moleculares como la masa y como la masa y la cantidad de la cantidad de
moléculas en movimiento. moléculas en movimiento.
La temperaturaLa temperatura, , que se mide en grados, que se mide en grados, refleja la energía cinética refleja la energía cinética promedio de las moléculas.promedio de las moléculas.
Eje: lago - aveEje: lago - ave
Resistencia a los cambios de temperaturaResistencia a los cambios de temperatura
El alto calor específico del agua El alto calor específico del agua es una consecuencia de es una consecuencia de los puentes de hidrógeno.los puentes de hidrógeno.
Estos tienden a restringir el movimiento de las moléculas.Estos tienden a restringir el movimiento de las moléculas.
Para que la energía cinética de las moléculas de agua Para que la energía cinética de las moléculas de agua aumente aumente suficientemente como para elevar suficientemente como para elevar la la temperatura de ésta en un grado centígrado, temperatura de ésta en un grado centígrado, primero es primero es necesario necesario romper romper
cierto número de sus puentes de hidrógeno.cierto número de sus puentes de hidrógeno.
Resistencia a los cambios de temperaturaResistencia a los cambios de temperaturaEnergía de Activación:Energía de Activación:
Energía para iniciar una reacción químicaEnergía para iniciar una reacción química
Energía de la Biomasa:Energía de la Biomasa:Energía de materiales orgánicosEnergía de materiales orgánicos
Energía de las mareas:Energía de las mareas: Energía cinética en el movimiento de las olas y las mareas.Energía cinética en el movimiento de las olas y las mareas.
Energía eólica:Energía eólica: Energía cinética del vientoEnergía cinética del viento
Energía Geotérmica:Energía Geotérmica: Energía de calor en el interior de la tierra.Energía de calor en el interior de la tierra.
Energía nuclear:Energía nuclear: Energía que se libera cuando los átomos sufren Energía que se libera cuando los átomos sufren
cambios en la estructura del núcleocambios en la estructura del núcleo
Energía Solar:Energía Solar: Energía de la luz solarEnergía de la luz solar
Resistencia a los cambios de temperaturaResistencia a los cambios de temperatura
El alto calor específico del agua El alto calor específico del agua significa que para una tasa dada de ingreso de calor, significa que para una tasa dada de ingreso de calor,
la temperatura del agua aumentará más lentamente la temperatura del agua aumentará más lentamente que la temperatura de que la temperatura de casi cualquier otro material. casi cualquier otro material.
Así mismo, la temperatura Así mismo, la temperatura caerá más lentamente cuando caerá más lentamente cuando
se elimina calor. se elimina calor.
Esta constancia de la temperatura es crítica, Esta constancia de la temperatura es crítica, porque las reacciones químicas biológicamente importantes porque las reacciones químicas biológicamente importantes tiene lugar sólo dentro de un intervalo estrecho de temperatura.tiene lugar sólo dentro de un intervalo estrecho de temperatura.
VaporizaciónVaporizaciónEs el cambio de líquido a gas.Es el cambio de líquido a gas.
El agua tiene un alto calor de vaporización.El agua tiene un alto calor de vaporización. En su punto de ebullición En su punto de ebullición (100 ºC – 1 atm),(100 ºC – 1 atm), se se
necesitan necesitan 540 calorías para 540 calorías para convertir convertir un gramo de agua un gramo de agua
líquida en vapor,líquida en vapor, casi 60 veces más que para el éter y casi 60 veces más que para el éter y casi el doble que para el amoníaco.casi el doble que para el amoníaco.
Para que una molécula de agua se evapore, Para que una molécula de agua se evapore, deben romperse deben romperse los puentes de H. los puentes de H. Esto requiere energía térmica.Esto requiere energía térmica.
Así, la evaporación tiene Así, la evaporación tiene un un efecto refrigeranteefecto refrigerante y y es uno de los principales medios es uno de los principales medios por los cuales los organismos por los cuales los organismos “descargan”“descargan” el exceso de calor y el exceso de calor y estabilizan sus temperaturas.estabilizan sus temperaturas.
CongelamientoCongelamientoLa densidad del agua aumenta a medida que La densidad del agua aumenta a medida que la la temperatura cae, hasta que se acerca a los 4ºC. temperatura cae, hasta que se acerca a los 4ºC. Luego, las moléculas de agua Luego, las moléculas de agua se aproximan tanto se aproximan tanto y y
se mueven tan lentamente se mueven tan lentamente que cada una de ellas puede formar que cada una de ellas puede formar puentes de H simultáneamentepuentes de H simultáneamente
con otras cuatro moléculas.con otras cuatro moléculas.
Sin embargo, cuando la temperatura cae por debajo de los 4°C, Sin embargo, cuando la temperatura cae por debajo de los 4°C, las moléculas deben las moléculas deben
separarse separarse ligeramente para ligeramente para mantener mantener el máximo número de el máximo número de puentes puentes de hidrógeno en de hidrógeno en unauna estructura estructura estable.estable.
CongelamientoCongelamientoA 0°C, el punto de congelación del agua, A 0°C, el punto de congelación del agua, se se crea un retículo abierto,crea un retículo abierto, que es la estructura más estable de un cristal de hielo.que es la estructura más estable de un cristal de hielo.
Así, Así, el agua en estado sólido el agua en estado sólido ocupa más volumen que el agua en estado líquido.ocupa más volumen que el agua en estado líquido.
El hielo es menos denso que el agua líquida y, El hielo es menos denso que el agua líquida y, por por lo tanto, flota en ella.lo tanto, flota en ella.
Si el agua siguiera contrayéndose mientras se congela, Si el agua siguiera contrayéndose mientras se congela, el hielo sería más pesado que el agua líquida. el hielo sería más pesado que el agua líquida.
Los lagos y los estanques y otras masas de agua Los lagos y los estanques y otras masas de agua se congelarían desde el fondo hacia la se congelarían desde el fondo hacia la
superficie.superficie.
Una vez que el hielo comenzara Una vez que el hielo comenzara a acumularse en el fondo, a acumularse en el fondo,
tendería a no fundirse, tendería a no fundirse, estación estación tras estación.tras estación.
Finalmente, toda la masa Finalmente, toda la masa de agua se solidificaría y de agua se solidificaría y
toda la vida que albergara toda la vida que albergara sería destruida.sería destruida.
CongelamientoCongelamiento
CongelamientoCongelamientoPor el contrario, la capa de hielo flotante que se forma realmente Por el contrario, la capa de hielo flotante que se forma realmente
tiende a proteger a los organismos acuáticos, tiende a proteger a los organismos acuáticos, manteniendo la temperatura del agua en manteniendo la temperatura del agua en
el punto de congelación o por encima de él.el punto de congelación o por encima de él.
El punto de fusión del agua es 0°C.El punto de fusión del agua es 0°C. Para hacer la transición de sólido a líquido, Para hacer la transición de sólido a líquido,
el agua requiere 79,7 calorías por gramo (calor el agua requiere 79,7 calorías por gramo (calor de fusión).de fusión).
A medida que el hielo se fundeA medida que el hielo se funde, , extrae esta misma cantidad de calor de sus alrededores,extrae esta misma cantidad de calor de sus alrededores,
enfriando el medio circundante.enfriando el medio circundante.
A la inversa, A la inversa, a medida que el agua se congelaa medida que el agua se congela, , libera la misma cantidad de calor a sus alrededores.libera la misma cantidad de calor a sus alrededores.
El agua como solventeEl agua como solventeDentro de los sistemas vivos, Dentro de los sistemas vivos, muchas sustancias se encuentran muchas sustancias se encuentran
en solución acuosa.en solución acuosa.
Una Una soluciónsolución es es una mezcla uniforme de una mezcla uniforme de
moléculas moléculas de dos o más de dos o más sustancias sustancias (solvente y solutos).(solvente y solutos).
La polaridad de las moléculas de agua La polaridad de las moléculas de agua es la responsable de es la responsable de
la capacidad solvente la capacidad solvente del agua.del agua.
Las moléculas polares de agua Las moléculas polares de agua tienden a separar tienden a separar
sustancias sustancias iónicas, iónicas, como el como el ClNa.ClNa.
El agua como solventeEl agua como solvente
Muchas de las moléculas con uniones covalente son Muchas de las moléculas con uniones covalente son importantes importantes en sistemas vivos (glucosa),en sistemas vivos (glucosa),
tienen tienen regiones de carga parcial + o -.regiones de carga parcial + o -.
Las moléculas polares que Las moléculas polares que se disuelven rápidamente se disuelven rápidamente en agua se llaman en agua se llaman hidrofílicashidrofílicas..
Moléculas que carecen de Moléculas que carecen de regiones regiones polares (grasas), polares (grasas), tienden a ser tienden a ser muy insolubles muy insolubles
en agua.en agua.
Dichas moléculas se dice que son Dichas moléculas se dice que son hidrofóbicashidrofóbicas..
EL PAPEL CENTRAL EL PAPEL CENTRAL DEL CARBONODEL CARBONO
Moléculas biológicas u orgánicasMoléculas biológicas u orgánicas
El carbono está en todos los compuestos orgánicos y en el Bióxido de El carbono está en todos los compuestos orgánicos y en el Bióxido de carbono.carbono.En el ciclo del carbono el carbono se mueve entre los compuestos En el ciclo del carbono el carbono se mueve entre los compuestos orgánicos que forman los tejidos y el Bióxido de carbono del aire.orgánicos que forman los tejidos y el Bióxido de carbono del aire.Durante la fotosintésis, los autótrofos atrapan el bióxido de carbono del Durante la fotosintésis, los autótrofos atrapan el bióxido de carbono del aire y producen los azúcares y otros.aire y producen los azúcares y otros.Los heterótrofos se alimentan de los autótrofos y obtienen así sus Los heterótrofos se alimentan de los autótrofos y obtienen así sus compuestos orgánicoscompuestos orgánicos
Moléculas biológicas u orgánicasMoléculas biológicas u orgánicas
En química el término orgánico describe las moléculas que tienen En química el término orgánico describe las moléculas que tienen un esqueleto de carbono y que además contienen algunos átomos un esqueleto de carbono y que además contienen algunos átomos de hidrógeno.de hidrógeno.
Se deriva de la capacidad de los organismos vivos de sintetizar Se deriva de la capacidad de los organismos vivos de sintetizar y usar esas moléculas.y usar esas moléculas.
Entre las moléculas inorgánicas están el dióxido de carbono y todas Entre las moléculas inorgánicas están el dióxido de carbono y todas las moléculas que no tienen carbono, como el agua.las moléculas que no tienen carbono, como el agua.
¿Por qué es importante el carbono ¿Por qué es importante el carbono en las moléculas biológicas?en las moléculas biológicas?
Un átomo de carbono tiene 4 Un átomo de carbono tiene 4 electrones en su capa más electrones en su capa más externa, en la cual caben 8.externa, en la cual caben 8.
Por ello se estabiliza Por ello se estabiliza compartiendo 4 electrones con compartiendo 4 electrones con otros átomos para formar hasta otros átomos para formar hasta 4 enlaces covalentes sencillos o 4 enlaces covalentes sencillos o un número menor de enlaces un número menor de enlaces covalentes dobles o triples.covalentes dobles o triples.
Las moléculas que tienen Las moléculas que tienen muchos átomos de carbono muchos átomos de carbono pueden asumir formas pueden asumir formas complejas como cadenas, complejas como cadenas, ramificaciones y anillos, lo cual ramificaciones y anillos, lo cual da pie a una extraordinaria da pie a una extraordinaria diversidad de moléculas.diversidad de moléculas.
Grupos funcionalesGrupos funcionales
A la “columna vertebral” de carbono se unen A la “columna vertebral” de carbono se unen grupos de átomos, lamados grupos funcionales, grupos de átomos, lamados grupos funcionales, que determinan las características y la que determinan las características y la reactividad química de las moléculas:reactividad química de las moléculas:
HidrógenoHidrógeno -H-HHidroxiloHidroxilo -OH-OHCarboxiloCarboxilo -COOH-COOH
AminoAmino -NH-NH22
FosfatoFosfato -H-H22POPO44
MetiloMetilo -CH-CH33
CarbohidratosCarbohidratos
Normalmente contienen Normalmente contienen carbono, oxígeno e carbono, oxígeno e hidrógeno y tienen la fórmula hidrógeno y tienen la fórmula aproximada (CHaproximada (CH22O)O)nn..
MonosacáridosMonosacáridos: azúcar simple:: azúcar simple:GlucosaGlucosa: importante fuente de : importante fuente de energía para las células; energía para las células; subunidad con la que se subunidad con la que se hacen casi todos los hacen casi todos los polisacáridos.polisacáridos.
DisacáridosDisacáridos: dos : dos monosacáridos enlazados:monosacáridos enlazados:
SacarosaSacarosa: principal azúcar : principal azúcar transportado dentro del cuerpo transportado dentro del cuerpo de las plantas terrestres.de las plantas terrestres.
CarbohidratosCarbohidratos
PolisacáridosPolisacáridos: muchos : muchos monosacáridos monosacáridos (normalmente (normalmente glucosa) enlazados:glucosa) enlazados:
Almidón, glucógeno, Almidón, glucógeno, celulosacelulosa: almacén de : almacén de energía en plantas, energía en plantas, animales y material animales y material estructural de plantas, estructural de plantas, respectivamente.respectivamente.
LípidosLípidosContienen una proporción elevada de Contienen una proporción elevada de carbono e hidrógeno, suelen ser no carbono e hidrógeno, suelen ser no polares e insolubles en agua.polares e insolubles en agua.
TriglicéridosTriglicéridos: 3 ácidos grasos : 3 ácidos grasos unidos a un glicerol:unidos a un glicerol:
Aceite, grasa: almacén de Aceite, grasa: almacén de energía en animales y algunas energía en animales y algunas plantas.plantas.
CerasCeras: número variable de ácidos : número variable de ácidos grasos unidos a un alcohol de grasos unidos a un alcohol de cadena larga.cadena larga.
Cubierta impermeable de las Cubierta impermeable de las hojas y tallos de plantas hojas y tallos de plantas terrestres.terrestres.
FosfolípidosFosfolípidos: grupo fosfato polar y : grupo fosfato polar y dos ácidos grasos unidos a dos ácidos grasos unidos a glicerol:glicerol:
Fosfatidilcolina: componente Fosfatidilcolina: componente común de las membranas común de las membranas celulares.celulares.
LípidosLípidos EsteroidesEsteroides: cuatro : cuatro
anillos fusionados de anillos fusionados de átomos de carbono, átomos de carbono, con grupos funcionales con grupos funcionales unidos:unidos:
Colesterol: Colesterol: componente común componente común de las membranas de las membranas de las células de las células eucariotas; eucariotas; precursor de otros precursor de otros esteroides como esteroides como testosterona, sales testosterona, sales biliares.biliares.
ProteínasProteínas
Cadenas de aminoácidos; contienen C, H, O, N Cadenas de aminoácidos; contienen C, H, O, N y S.y S.
ProteínasProteínas
Estructurales (Estructurales (Queratina en pelo, uñas y cuernosQueratina en pelo, uñas y cuernos).). Movimiento (Movimiento (Actina y Miosina en los músculosActina y Miosina en los músculos).). Transporte (Hemoglobina de la sangre).Transporte (Hemoglobina de la sangre). Defensa (Defensa (Anticuerpos en el torrente sanguíneoAnticuerpos en el torrente sanguíneo)) Almacenamiento (Almacenamiento (Albúmina de la clara de huevoAlbúmina de la clara de huevo).). Señales (Señales (Hormona del crecimiento en el torrente Hormona del crecimiento en el torrente
sanguíneosanguíneo).). Catálisis (Enzimas que catalizan casi todas Catálisis (Enzimas que catalizan casi todas
las reacciones químicas en las células) las reacciones químicas en las células) (Amilasa, ATP sintetasa).(Amilasa, ATP sintetasa).
ProteínasProteínas
ProteínasProteínas
Ácidos NucleicosÁcidos NucleicosFormados por subunidades llamadas nucleótidos; pueden ser un solo Formados por subunidades llamadas nucleótidos; pueden ser un solo nucleótido o una cadena larga de nucleótidos.nucleótido o una cadena larga de nucleótidos.Las bases nitrogenadas del ADN :Adenina,Citosina,Guanina,TiminaLas bases nitrogenadas del ADN :Adenina,Citosina,Guanina,TiminaLa mol de ADN se compone de 2 cadenas de nucleótidos unidas por La mol de ADN se compone de 2 cadenas de nucleótidos unidas por puentes débiles de H entre Bases N2.forman un espiral (doble hélice)puentes débiles de H entre Bases N2.forman un espiral (doble hélice)A-T A-T C-GC-G
Ácidos NucleicosÁcidos Nucleicos Nucleótidos Nucleótidos
individuales:individuales:Trifosfato de Trifosfato de adenosinaadenosina ((ATPATP): principal ): principal molécula molécula portadora de portadora de energía a corto energía a corto plazo en las plazo en las células.células.Monofosfato de Monofosfato de adenosina adenosina cíclicocíclico ( (AMP AMP cíclicocíclico): ): mensajero mensajero intracelular.intracelular.
Ácidos NucleicosÁcidos Nucleicos
Ácidos nucleicos de Ácidos nucleicos de cadena larga:cadena larga:
Ácido Ácido desoxirribonucleicodesoxirribonucleico ((ADNADN): material ): material genético de todas genético de todas las células vivas.las células vivas.
Ácido ribonucleicoÁcido ribonucleico ((ARNARN): material ): material genético de algunos genético de algunos virus; transfiere la virus; transfiere la información genética información genética del ADN a las del ADN a las proteínas.proteínas.
Ácidos NucleicosÁcidos Nucleicos
Replicación:Replicación:
La mol de ADN hace copia de si mismaLa mol de ADN hace copia de si misma
Las 2 mol de ADN se enroscan de Las 2 mol de ADN se enroscan de nuevo toman la forma de una hélicenuevo toman la forma de una hélice
TranscripciónTranscripción::
Formación de mRNA que sale del Formación de mRNA que sale del núcleo por tRNA los lleva al rRNA núcleo por tRNA los lleva al rRNA ribosomalribosomal
Uracilo-Adenina =CODON Uracilo-Adenina =CODON
Traducción:Traducción:
Transformación de mRNA en proteína, Transformación de mRNA en proteína, empleando anticodones y a.a. Para empleando anticodones y a.a. Para conseguir la tripleta exacta.conseguir la tripleta exacta.
Ácidos NucleicosÁcidos Nucleicos
Tripletas del DNA AMINOACIDOSTripletas del DNA AMINOACIDOS
Alanina (Ala)Alanina (Ala)
Asparagina(Asn)Asparagina(Asn)CGACGA
TTGTTG
GTCGTC
GTAGTA
Glutamina(Gln)Glutamina(Gln)
Histadina(His)Histadina(His)
AATAAT
TTCTTC
Leucina (Leu)Leucina (Leu)
Lisina (Lis)Lisina (Lis)
AAAAAA
AGAAGA
Fenilalanina (Fen)Fenilalanina (Fen)
Serina (Ser)Serina (Ser)
