UNIVERSIDAD DEL CAUCA
Departamento de biologa
1 Periodo de 2015 TALLER DE BIOLOGIA.Ingeniera Agroindustrial,
Facultad de Ciencias Agrarias, Universidad del Cauca, Vereda Las
Guacas,Popayn Colombia
Recibido: 27 de marzo de 2015
1. Cules son las Caractersticas de vida comunes en la
naturaleza?Las caractersticas que presentan los seres vivos son 7:
Complejidad y organizacin: Todos los seres vivos estn formados por
clulas las cuales al unirse entre ellas conforman tejidos, al
unirse estos tejidos se da la conformacin de rganos, como se puede
observar los seres vivos venimos una forma simple a una forma
compleja, siguiendo ciertos tipos de organizacin.
Metabolismo: Los seres vivos necesitan energa para crecer,
reproducirse y mantener su complejidad frente a las fuerzas de
entropa. Para esto, transforman los materiales qumicos y orgnicos
por medio de un proceso de sntesis o degradacin. Este proceso se
conoce como el metabolismo y permite el crecimiento, reparacin y
conservacin del ser vivo. El metabolismo puede ser anablico o
catablico.
Homeostasis:Los seres vivos necesitan resistir las fuerzas de
entropa (la tendencia natural hacia la desorganizacin). Para
mantener la constancia del medio interno de su cuerpo (temperatura
corporal, equilibrio de electrolitos, etc.), necesitan gastar
energa.
Crecimiento:Todos los seres vivos crecen en algn momento. El
crecimiento depende de la habilidad de metabolizar, o cambiar
material externo a energa. Los seres vivos crecen de la manera
estructurada de una forma menos compleja hasta la ms compleja
Reproduccin: Todos los seres vivos tienen la habilidad de
reproducirse de alguna forma. La reproduccin puede ser sexual o
asexual. La reproduccin asexual normalmente se realiza en
organismos ms simples y es una extensin del proceso de crecimiento.
Por ejemplo, las bacterias crecen hasta cierto punto y luego se
dividen, produciendo una copia exacta de la bacteria original. La
reproduccin sexualgeneralmente requiere de dos individuos que
combinan su material gentico para crear un tercer individuo con
rasgos diferentes.
Irritabilidad:Un ser vivo detecta y reacciona a estmulos como la
luz, presin, temperatura y/o composicin del suelo,aire, agua, etc.
Esta reaccin es activa (requiere energa), no es pasiva. Por
ejemplo, la reaccin de una planta al sol es diferente que una
piedra que rueda hacia abajo. La planta produce energa para poder
crecer hacia el sol (una reaccin activa), mientras la piedra no
produce ni requiere deenergapara rodar, sino que se mueve por la
fuerza fsica de la gravedad.
Evolucin: Los seres vivos cambian a travs de las generaciones;
esto pasa a la escala de una poblacin, no de un individuo. La
evolucin permite la adaptacin de las poblaciones a su ambiente.
2. Qu evidencia puede citar, para mostrar cmo se organizan los
seres vivos?Se puede citar la evidencia de la evolucin segn Darwin
la cual tiene que ver con la taxonoma, o ciencia que se ocupa de la
clasificacin de los seres vivos:Las especies se clasifican en
gneros, y los gneros a su vez se renen en familias. El parecido
entre los seres vivos no es fruto del azar, sino de la existencia
de antepasados comunes. Y esto, que vale para los individuos, es
tambin vlido para las especies.3. Por qu los seres vivos requieren
una fuente externa de materia y energa? Describa estas fuentes. Los
seres vivos necesitan energa para poder cumplir con todas las
funciones vitales, reparar el desgaste que sufren constantemente,
para mantener al organismo en funcionamiento. Pero los seres vivos
no pueden crear energa, sino que tienen que obtenerla de una fuente
externa. La fuente principal de energa para la vida en la Tierra es
el Sol.Ciclo de la energaLos organismos auttrofos que producen su
propio alimento a partir de la energa solar, el agua y CO2,
producen materia orgnica a partir de la cual se alimentarn. Por
otra parte los organismos hetertrofos (que no producen su propio
alimento) necesitan ingerir alimentos para as obtener la energa
necesaria para vivir.Los hetertrofos mediante la funcin de nutricin
ingieren alimentos y su organismo se encarga de convertir en
sustancias propias.4. Qu se transfiere de generacin en generacin
cuando los organismos se reproducen? Qu tienen que suceder con el
material hereditario de ADN para que ocurra la evolucin? Lo que se
transfiere de generacin en generacin es el ADN por medio de
laherencia genticaque es el proceso por el cual las caractersticas
de los individuos se transmiten a su descendencia, ya sean
caractersticas fisiolgicas, morfolgicas o bioqumicas de losseres
vivosbajo diferentescondiciones ambientales.Para que los genes se
transmitan a los descendientes es necesaria una reproduccin idntica
que d lugar a una rplica de cada uno de ellos; este fenmeno tiene
lugar en la meiosis.Las variaciones que se producen en el genotipo
de un individuo de una determinada especie se denominan variaciones
genotpicas. Estas variaciones genotpicas surgen por cambios
omutacionesque pueden ocurrir en elADN. Las mutaciones que se
producen en losgenesde las clulas sexuales pueden transmitirse de
una generacin a otra. Las variaciones genotpicas entre los
individuos de una misma especie tienen como consecuencia la
existencia de fenotipos diferentes. Algunas mutaciones producen
enfermedades, tales como lafenilcetonuria,galactosemia,anemia
falciforme,sndrome de Down,sndrome de Turner, entre otras.5. Cules
son las categoras de clasificacin? Cules son los cuatro reinos del
dominio?Eukarya, explique el nombre cientfico de un organismo. Las
categoras de clasificacin son: reino, phylo, clase, orden, familia,
gnero, especie. Los cuatro reinos del dominio Eukarya son:
Protistas, Hongos, Plantas, y Animales. Nombre cientfico del
Panthera leo.Clasificacin cientfica
Reino:Animalia
Filo:Chordata
Subfilo:Vertebrata
Clase:Mammalia
Subclase:Theria
Orden:Carnivora
Suborden:Feliformia
Familia:Felidae
Subfamilia:Pantherinae
Gnero:Panthera
Especie:Panthera leo
6. Describa la serie de pasos que implica el mtodo
cientfico.METODO CIENTIFICO: Es una secuencia de pasos que nos
permiten explicar hechos o fenmenos de la naturaleza a travs de una
actividad cientfica.PASOS O ETAPASA DEL METODO CIENTIFICO:1. LA
OBSERVACION: Es un proceso que nos permite obtener informacin
acerca de los objetos, hechos o fenmenos.2. LA HIPOTESIS: Es una
explicacin que contesta una pregunta, luego debe ser comprobada
para ver si es correcta o no.3. LA EXPERIMENTACION O BUSQUEDA DE
INFORMACION: Servir para comprobar o refutar una hiptesis a travs
de la medicin o comparacin.4. LA ORGANIZACION DE LA INFORMACION: Es
el resultado de nuevas observaciones, mediciones o indagaciones a
travs de un experimento o bsqueda de informacin en libros,
revistas, entrevistas, etc. Ahora, estos datos obtenidos durante la
actividad de investigacin, tendremos que organizarlos en cuadros
grficos, esquemas, diagramas, fotos, etc.5. LAS CONCLUSIONES O
COMUNICACION DE LOS RESULTADOS OBTENIDOS: Si comprobamos que la
hiptesis planteada es verdadera, nuestra conclusin ser VALIDA; en
caso de que los hechos investigados no coincidan con la hiptesis,
esta ser NO VALIDA, por lo que tendremos que replantear la
hiptesis.6. Teora: Se hacen teoras de aquellas hiptesis con ms
probabilidad de confirmarse como ciertas.7. Ley: Una hiptesis se
convierte en ley cuando queda demostrada mediante la
experimentacin.7. Cul es la meta final de la ciencia? De un ejemplo
que sustente su respuesta.La meta final de la ciencia es la
justificacin. Romper con los antiguos paradigmas y crear otros
nuevos, partiendo del conocimiento sistemtico y coherente, ayudar a
entender y poder explicar cada detalle de todo lo que ocurre a
nuestro alrededor y la vida misma.Un ejemplo sencillo es el usado
por Weinberg. Conociendo las propiedades de las molculas de agua.
Con la ayuda de un ordenador podramos en principio predecir cmo se
iba a comportar cada molcula en un vaso de agua. En la prctica
sabemos que tal cosa es imposible, debido a que la potencia de
clculo del ordenador que tendramos que usar debera ser gigantesca.
Pero aunque fuese posible, ningn cientfico perdera su tiempo en
hacerlo porque las propiedades que realmente nos interesan del
agua, tales como su temperatura o entropa, son descritas de manera
sencilla por la termodinmica.8. De un ejemplo de experimento
cientfico. Nombre la variable experimental y la respuesta variable.
Experimento de magnetismo del imn y la velaMateriales: 1 vela, 1
imn, 1 encendedorCmo hacer: Enciende la vela. Observa la llama unos
segundos y registra lo que sucede. Luego toma el imn y lentamente,
acrcalo una y otra vez a la llama. Observa qu sucede ahora y vers
que la llama modifica su forma de acuerdo a cmo se acerca el imn.
Tambin podrs hacer que la llama se estire hacia arriba si colocas
dos imanes en lugares opuestos de la llama. La variable
experimental es la llama que ocasiona la vela. 9. Los virus son
partculas pequeas, infecciosas. Afuera de una clula viva
simplemente pueden almacenarse como la sustancia qumica. Los virus
pueden reproducirse, pero solo dentro de una clula viva. Contienen
genes, pueden evolucionar y, por tanto, eludir la destruccin por el
sistema inmune del organizador. Debe considerarse un virus un ser
vivo? Cules son los criterios sobre los que basa su respuesta?Los
virus no son seres vivos porque: No estn constituidos por al menos
una clula. Su programa gentico slo se expresa en el interior de las
clulasa las que infectan. Utilizan energa de las clulas infectadas
para reproducir suorganizacin.El virus se consider un ser entre la
vida y la muerte y es cierto que los bilogos lo discuten por estos
motivos:1. El virus puede ser un ser vivo por que realiza las tres
funciones vitales (reproduccin, relacin y nutricin) estas son
bsicas para considerar a un ser como vivo.2. El virus no puede ser
un ser vivo por que para realizar las funciones citadas antes
necesita de otro ser del que aprovecharse y no las hace de forma
independiente.En la bibliografa tradicional no tiene un metabolismo
propio, ni cataboliza ni anaboliza. En textos an ms venerables,
antiguos y polvosos encontramos como dogma "la clula es la unidad
de la vida, los virus no estn vivos".
10. Comprensin de trminos. AdaptacinProceso fisiolgico o rasgo
morfolgico o del comportamiento de un organismo que ha evolucionado
durante un perodo mediante la seleccin natural de tal manera que
incrementa sus expectativas a largo plazo para reproducirse con
xito. AnimalSer orgnico que vive, siente y se mueve por propio
impulso. BiodiversidadLa biodiversidad o diversidad biolgica es la
variedad de la vida. Abarca a la diversidad de especies
deplantas,animales,hongosymicroorganismosque viven en un espacio
determinado, a suvariabilidad gentica, a losecosistemasde los
cuales forman parte estas especies y a lospaisajesoregionesen donde
se ubican los ecosistemas. BiologaEs la ciencia que tiene como
objeto de estudio a losseres vivosy, ms especficamente, suorigen,
suevoluciny sus propiedades:nutricin,
morfognesis,reproduccin,patogenia, etc. BiosferaEs la capa del
planeta Tierra en donde se desarrolla la vida. ClulaEs
launidadmorfolgica yfuncionalde todoser vivo. ClaseEs unacategora
taxonmicasituada entre elfiloodivisiny elorden.
ComunidadSe refiere a un conjunto, una asociacin o ungrupo de
individuos, pueden ser de seres humanos, de animales o de cualquier
otro tipo de vida, quecomparten elementos, intereses, propiedades u
objetivos en comn. DominioEnbiologa, dominio es cada una de las dos
principales subdivisiones en que se consideran clasificados los
seres vivos, dependiendo de la ausencia o presencia de ncleo en las
clulas que lo componen (procariotaoeucariota).
EcosistemaUnecosistemaes un sistema natural que est formado por un
conjunto de organismos vivos(biocenosis) y el medio fsico donde se
relacionan (biotopo). Un ecosistema es una unidad compuesta de
organismos interdependientes que comparten el mismohbitat.
EspeciesEl concepto biolgico de especie define una especie como los
miembros de poblaciones que se reproducen o pueden reproducirse
entre s en la naturaleza y no de acuerdo a una apariencia similar.
Aunque la apariencia es til para la identificacin de especies, no
define una especie. Evolucin Laevolucin biolgicaes el cambio
enherencia genticafenotpicade las poblacionesbiolgicas a travs de
lasgeneracionesy que ha originado la diversidad de formas de vida
que existen sobre laTierraa partir de un antepasado comn.
ExtincinEnbiologayecologa,extincines la desaparicin de todos los
miembros de unaespecieo un grupo detaxones. Se considera extinta a
una especie a partir del instante en que muere o desaparece el
ltimo individuo de esta. Familia Enbiologa, lafamiliaes una unidad
sistemtica y unacategora taxonmicasituada entre el ordeny elgnero.
Es un grupo de organismos relacionados. Dentro de la clasificacin
biolgicala familia agrupa a losgnerosque estn relacionados entre s,
relacionados por un ancestro comn. FiloElfilootipo de organizacines
una categora taxonmicasituada entre elReinoy laClase, y usada en el
reinoanimal, reinoprotistasydominiobacterias. EnBotnica(reino
Plantae), se emplea el trminodivisinen lugar de filo, siendo ambos
trminos equivalentes. GenSe conoce comogena lacadenadecido
desoxirribonucleico (ADN), una estructura que se constituye como
unaunidad funcionala cargo deltraspaso de rasgos hereditarios. Un
gen, segn los expertos, es una serie de nucletidos que almacena la
informacin que se requiere para sintetizar a una macromolcula que
posee un rol celular especfico. GneroEl gnero en la Biologa es un
trmino utilizado en la clasificacin cientfica y el agrupamiento de
organismos vivos formando un conjunto de especies con
caractersticas morfolgicas y funcionales que reflejan la existencia
de ancestros comunes y prximos. Por ejemplo, "homo sapiens" es el
nombre de la especie humana que pertenece al gnero "homo". As un
gnero es un grupo de organismos que a su vez puede dividirse en
varias especies. Y una familia est formada por diferentes gneros.
HiptesisEs algo que se supone y a lo que se le otorga un cierto
grado de posibilidad para extraer de ello un efecto o una
consecuencia. Su validez depende del sometimiento a varias pruebas,
partiendo de lasteoraselaboradas. HomeostasisLahomeostasises una
propiedad de los organismosvivos que consiste en su capacidad de
mantener una condicin internaestablecompensando los cambios en su
entorno mediante el intercambio regulado de materia y energa con el
exterior (metabolismo). Nmero atmicoEnfsicayqumica, elnmero
atmicoes el nmero total deprotonesque tiene eltomo. Masa atmicaEs
aquella que surgede la totalidad de masa de los protones y
neutrones pertenecientes a un nico tomo en estado de reposo.
MateriaSustancia que compone los cuerpos fsicos; es todo aquello
que tiene localizacin espacial, posee una cierta cantidad deenerga,
y est sujeto acambios en el tiempoy a interacciones con aparatos de
medida. Ley Se trata de unfactor constante e invariable de las
cosas, que nace de una causa primera. Las leyes son, por otra
parte, las relaciones existentes entre los elementos que
intervienen en unfenmeno. MetabolismoConjunto de reacciones
bioqumicas que efectan las clulas de los seres vivos para
descomponer y asimilar los alimentos y sustancias que reciben del
exterior: Nomenclatura binomialEnbiologa, lanomenclatura
binomialobinominal, es un convenio estndar utilizado para denominar
las diferentesespecies de organismos(vivos o ya extintos). Orden
Unorden biolgicoes la categora de la clasificacin biolgica que rene
a las familias biolgicasrelacionadas. Elordenal que pertenece el
ser humano, por ejemplo, es el orden de losprimates, que comparte
con los monos y los lmures. OrganismoEl trmino organismo se utiliza
muy frecuentemente como sinnimo de ser vivo, en este sentido, un
organismo es el conjunto de tomos y molculas que forman una
estructura material muy organizada y compleja en la cual tambin
intervienen sistemas de comunicacin molecular que interactan con
elmedio ambienteintercambiando energa y materia de un modo muy
ordenado y que son los que le permitirn desempear al organismo en
cuestin las funciones ms bsicas de la vida como ser la nutricin, la
relacin y la reproduccin. Poblacin Poblacin biolgica, en el campo
de labiologa, es un conjunto deorganismoso individuos de la
mismaespecieque coexisten en un mismo espacio y tiempo, y que
comparten ciertas propiedades biolgicas, las cuales producen una
alta cohesin reproductiva y ecolgica del grupo. Proceso
cientficoElmtodo cientficoes unmtodo de investigacinusado
principalmente en la produccin deconocimientoen lasciencias.
Razonamiento inductivoEl razonamiento inductivo parte de lo
particular a lo general. A partir de premisas particulares, que
resultan de la observacin de un fenmeno, el razonamiento inductivo
llegara a una conclusin de caractersticas generales Razonamiento
deductivoEn tanto, elrazonamiento deductivoes aqueltipo de
razonamiento que parte del todo, de lo general, de una premisa
general, hacia lo particular, es decir, de algo que es general va
deduciendo conclusiones particulares. Reino En el mbito de
labiologa,reinoes cada una de las grandes subdivisiones en que se
consideran distribuidos losseres vivos, por razn de sus caracteres
comunes. En la actualidad, reino es el segundo nivel de
clasificacin por debajo deldominio. ReproduccinLareproduccines
unproceso biolgicoque permite la creacin de nuevos organismos,
siendo una caracterstica comn de todas las formas devida conocidas.
Las modalidades bsicas de reproduccin se agrupan en dos tipos, que
reciben los nombres deasexualovegetativay desexualogenerativa.
Seleccin naturalLaseleccin naturales un fenmeno de laevolucinque se
define como la reproduccin diferencial de losgenotiposde una
poblacin biolgica. La formulacin clsica de la seleccin natural
establece que las condiciones de un medio ambiente favorecen o
dificultan, es decir, seleccionan la reproduccin de los organismos
vivos segn sean sus peculiaridades. TaxonomaEs, en su sentido ms
general, la ciencia de laclasificacin. Habitualmente, se emplea el
trmino para designar a lataxonoma biolgica, la ciencia de ordenar
la diversidad biolgica entaxonesanidados unos dentro de otros,
ordenados de forma jerrquica, formando un sistema de clasificacin.
UnicelularUnicelular, en biologa, como su palabra indica, es un
organismo que consta o est formado o compuesto por apenasuna sola y
nica clula, tomoUn tomo es la partcula ms pequea de materia que
puede existir libre conservando las propiedades fisicoqumicas
caractersticas de ese elemento y que es capaz de intervenir en
reacciones qumicas. Compuesto qumicoEnqumica, uncompuestoes
unasustanciaformada por la unin de dos o ms elementosde latabla
peridica. Los elementos de un compuesto no se pueden dividir o
separar por procesos fsicos (decantacin, filtracin, destilacin),
sino slo medianteprocesos qumicos. MolculaLamolculaes lapartcula ms
pequeaque presentatodas las propiedades fsicas y qumicas de una
sustancia, y se encuentra formada por dos o mstomos.
SolventeUndisolventeosolventees una sustancia en la que se diluye
unsoluto, resultando en unasolucin; normalmente es el componente de
una solucin presente en mayor cantidad. Regla del octetoLaregla del
octeto, enunciada en1916porGilbert Newton Lewis, dice que la
tendencia de losionesde los elementos del sistema peridicoes
completar sus ltimos niveles de energa con una cantidad de 8 iones
que tienen carga negativa, es decirelectrones, de tal forma que
adquiere una configuracin muy estable. SolutoCuando se realiza una
disolucin, se le llamasolutoal compuesto de menor proporcin al
solvente. Teora cientfica Es un conjunto de conceptos, incluyendo
abstracciones de fenmenos observables y propiedades cuantificables,
junto con reglas (leyes cientficas) que expresan las relaciones
entre las observaciones de dichos conceptos. Una teora cientfica se
construye para ajustarse a los datos empricos disponibles sobre
dichas observaciones, y se propone como un principio o conjunto de
principios para explicar una clase de fenmenos.11. Nombre los tipos
de partculas subatmicas estudiadas. Cul es su unidad de masa
atmica?Las partculas subatmicas que se estudiaron son el protn, el
neutrn y el electrn.Masa atmica: Electrn 9,109 x 10-28 g Protn
1,672621777(74) 1027kg Neutrn 1,67492729(28) 1027kg12. Utilizando
el modelo de Bohr, dibuje una estructura atmica para un carbono que
tenga seis protones y seis neutrones. 13. Dibuje una representacin
atmica para el MgCl2 utilizando la regla del octeto, explique la
estructura del compuesto.
El magnesio tiene la capacidad de compartir 2 electrones (2+)
mientras que el cloro puede aceptar uno (-) por lo que cuando se
juntan 2 tomos de cloro con uno de magnesio se cumple exacta la
regla del octeto para todos. 14. Explique si CO2 (O=C=O) es un
compuesto inico o un covalente, Por qu esta disposicin satisface
todos los tomos implicados?
El dixido de carbono tiene dos enlaces doble covalente ya que el
carbono tiene 4 electrones y le falta 4 electrones para completar
el octeto y cada oxgeno puede compartir 2 electrones por lo tanto
el carbono con cada oxgeno forma un enlace doble covalente. O=C=O 2
enlaces doble covalente.Un enlace covalente entre dos tomos o
grupos de tomos se produce cuando estos, para alcanzar el octeto
estable, comparten electrones del ltimo nivel. En la molcula O=C=O
hay enlaces covalentes ya que para haber un inico se necesita una
diferencia de electronegatividad igual o mayor a 2 y entre estos
tomos esta diferencia es de 0,89. De esta forma, los dos tomos
comparten uno o ms pares electrnicos en un nuevo tipo de orbital,
denominado orbital molecular. Los enlaces covalentes se suelen
producir entre elementos gaseosos o no metales.
15. Explique porque el agua es una molcula polar Cul es la
relacin entre la polaridad de la molcula y el enlace de hidrogeno
entre las molculas del agua?
El agua es una molcula polar porque existe una alta diferencia
de electronegatividad (de 1.24) entre el oxgeno y los hidrgenos lo
que hace que la nube electrnica se desplace hacia el oxgeno creando
unos polos parciales (positivo en el hidrogeno y negativo en el
oxgeno). Esta tambin es la razn de porque se forman puentes de
hidrogeno, los polos parciales opuestos se atraen entre s como
imanes formando puentes entre un hidrogeno de una molcula con el
oxgeno de otra.
16. Nombre seis propiedades del agua y relacinelas con la
estructura del agua incluyendo su polaridad y enlace de hidrogeno
entre las molculas.
Accin disolvente: El agua es el lquido que ms sustancias
disuelve, por eso se dice que es el disolvente universal. Esta
propiedad, tal vez la ms importante para la vida, se debe a su
capacidad para formar puentes de hidrgeno. En el caso de las
disoluciones inicas los iones de las sales son atrados por los
dipolos del agua, quedando "atrapados" y recubiertos de molculas de
agua en forma de iones hidratados o solvatados.
Elevada fuerza de cohesin: La cohesin es la tendencia de dos
molculas a estar unidas, y el agua tiene alta cohesin debido a sus
puentes de hidrgeno. La adhesin es la tendencia de dos molculas
distintas a unirse, y el agua tiene elevada adhesin hacia
compuestos inicos y polares. Los puentes de hidrgeno mantienen las
molculas de agua fuertemente unidas, formando una estructura
compacta que la convierte en un lquido casi incompresible. Al no
poder comprimirse puede funcionar en algunos animales como un
esqueleto hidrosttico.El calor especfico: es la cantidad de calor
que hay que administrar a un gramo de agua para elevar 1C su
temperatura, mientras que el calor de vaporizacin es la cantidad de
calor que hay que aplicar a un gramo de lquido para que pase a un
gramo de vapor. El agua tiene elevado calor especfico y de
vaporizacin debido a los puentes de hidrgeno, ya que para elevar su
temperatura, las molculas de agua tienen que aumentar su vibracin
y, para ello, romper enlaces de hidrgeno, mientras que para pasar
un gramo de vapor.-Altos puntos de ebullicin y fusin: Un cambio de
fase del agua precisa de energa para aumentar la movilidad de las
molculas y adems energa adicional para la ruptura de los enlaces de
hidrgeno entre las molculas. Por el contrario, si se forman enlaces
durante el cambio de estado (condensacin y congelamiento), se
libera energa. Esta energa normalmente es suministrada en forma de
calor. Para alcanzar el punto de ebullicin del agua, se necesita
adicionar calor, debido a que el enlace de hidrgeno debe romperse
antes de que el lquido se transforme en gas. Para alcanzar el punto
de congelamiento, se necesita disminuir la temperatura, y a medida
que el agua se enfra se produce la formacin de enlaces de
hidrgeno.
Elevada constante dielctrica: Por tener molculas dipolares, el
agua es un gran medio disolvente de compuestos inicos, como las
sales minerales, y de compuestos covalentes polares como los
glcidos. Las molculas de agua, al ser polares, se disponen
alrededor de los grupos polares del soluto, llegando a desdoblar
los compuestos inicos en aniones y cationes, que quedan as rodeados
por molculas de agua. Este fenmeno se llama solvatacin inica.
Cuando la temperatura del agua disminuye de 20 a 15 C, las
molculas de agua se hacen ms lentas, acercndose unas a otras cada
vez ms, de esta manera aumenta la densidad del agua desde 0,9982 a
0,9991 (gcm-3). Este aumento de densidad continua hasta disminuir
la temperatura a 4 C, donde el agua pura alcanza su mxima densidad,
exactamente 1 (gcm-3). El posterior enfriamiento no causa un
aumento de la densidad sino que por el contrario se produce una
disminucin de la densidad. A temperaturas menores de 4 C, el
movimiento molecular es tan lento que se comienzan a formar enlaces
de hidrgeno entre las molculas suficientes como para crear alguna
agrupacin hexagonal que es ms espaciada y por lo tanto disminuye la
densidad. Si la temperatura baja hasta 0 C, las molculas de agua se
encuentran totalmente enlazadas por enlaces de hidrgeno y forman un
enrejado cristalino hexagonal, que es hielo. El enrejado hexagonal
del hielo hace que tenga espacios abiertos provocando su expansin.
Por lo tanto, en la medida que el agua se congela aumenta su
volumen y de esta manera disminuye su densidad. Esto es importante
para la vida en los lagos de agua dulce, puesto que el hielo al
flotar sobre su lquido acta como un aislante contra la prdida de
calor adicional, y previene el congelamiento del agua desde la
superficie hasta el fondo.
17. Como afectan las caractersticas qumicas del carbono a las
caractersticas de las molculas orgnicas.Las propiedades atmicas del
carbono le confieren capacidades especiales de formacin de enlaces,
y constituyen la base de las dos caractersticas obvias de las
molculas orgnicas: complejidad estructural y diversidad qumica.
Entre las propiedades especiales del tomo de carbono se puede
citar: Configuracin electrnica, electronegatividad y posibilidad de
formacin de enlaces covalentes. Debido a que el tomo de carbono es
pequeo, forma enlaces cortos. El nmero, y fuerza de los enlaces C-C
hace que sea el nico elemento capaz de formar cadenas largas y
anillos (enlazado a s mismomediante uniones simples, dobles o
triples) qumica y trmicamente estables. 18. De ejemplos de grupos
funcionales y plantee la importancia de los terminales hidrofbicos
o hidroflicosEl grupo funcional es el grupo de tomos que
caracterizan a una funcin qumica y que tienen propiedades
caractersticas bien definidas. Grupos funcionalesTipo de
compuestoFrmulaGrupo funcionalEstructuraEjemplo
Alcano R-CH2-CH2-R'R-H
Alqueno R-CH=CH-R'Doble enlace
Alquino R-CC-R'Triple enlace
AromticoAr-RAnillo bencnico
AlcoholR-OHGrupoHidroxiloCH3-OH
terR-O-R'GrupoalcoxiCH3-O-CH3
AldehdoR-C(=O)HGrupocarboniloCH3-CHO
CetonaR-C(=O)-R'GrupocarboniloCH3-OC-CH3
cido carboxlicoR-COOHGrupocarboxiloCH3-CH2-COOH
EsterR-COO-R'GrupoalcoxicarboniloCH3-COO-CH3
AminaR-NR2Grupoamino
AmidaR-C(=O)N(-R')-R"Grupocarboxamida
HaluroR-XX = F, Cl, Br o IR-XCH3-CH2-Br
Importancia de los terminales hidrofbicos. HIDROFBICOS.- Con
rechazo al agua. Se refiere a las soluciones que no interactan al
llegar a una estabilizacin por medio de la adsorcin de iones (se
refiere a la adherencia una superficie), pero la repulsin
electrosttica evita que se junten. Por otro lado la molcula
hidrofobia puede llegar a la estabilidad por medio de la presencia
de grupos hidroflicos en su superficie.Comportamiento de las
sustancias frente al agua
Sustancias hidrofbicas Compuestos covalentes apolares No se
mezclan con agua
Sustancias hidroflicas Compuestos con polaridad Compuestos
inicos Soluciones inicas
Compuestos covalentes polares De bajo PM Soluciones
moleculares
De alto PM Dispersiones coloidales
Suspensiones
Sustancias anfipticas Sustancias con parte polar y parte no
polar Bicapas
Micelas
19. Qu molculas son los monmeros de los polmeros que se
expusieron anteriormente? Cmo se unen los monmeros para producir
polmeros y como se descomponen los polmeros a monmeros?Las molculas
orgnicas simples como los aminocidos y nucletidos se pueden asociar
formando grandes polmeros. Los polmeros estn constituidos por
enlaces que juntan numerosas subunidades de monmeros. Los
aminocidos son los monmeros de las protenas. Los nucletidos son los
monmeros de los cidos nucleicos. Los monosacridos son los monmeros
de los polisacridos. Los cidos grasos son los monmeros de los
lpidos.
Cmo se unen los monmeros para producir polmeros?Si un monmero
tiene un doble enlace de carbono, puede formar un polmero mediante
la ruptura del doble enlace y la formacin de un enlace sencillo con
otro monmero.
20. Nombre varios monosacridos, disacridos y polisacridos y
proporcione una funcin para cada uno. Cmo se distinguen
estructuralmente estas molculas?
MONOSACARIDOS
DISACARIDOSPOLISACARIDOS
GLUCOSA(C6H12O6)SACAROSA (C11H22O11)ALMIDON
FRUCTOSA (C6H12O6)LACTOSA (C11H22O11)CELULOSA
GALACTOSAS(C6H12O6)MALTOSA (C11H22O11)GLUCOGENO
MONOSACARIDOS GLUCOSA (C6H12O6): Es conocida como el azcar de la
sangre, ya que es el ms abundante, adems de ser transportada por el
torrente sanguneo a todas las clulas de nuestro organismo. FRUCTOSA
(C6H12O6): Se conoce comoazcar de frutasolevulosa. Cumple la funcin
energtica. GALACTOSAS (C6H12O6): Forma parte de la lactosa de la
leche. Precisamente es en las glndulas mamarias donde este
compuesto se sintetiza para formar parte de la leche materna.
Cumple la funcin energtica.DISACARIDOS SACAROSA (C11H22O11): Azcar
comn o azcar de mesa LACTOSA (C11H22O11): Es un tipo de azcar que
se encuentra en la leche y otros productos lcteos. MALTOSA
(C11H22O11): Puede obtenerse por medio del almidn.Se puede
encontrar en granos en germinacin (como la cebada) y en pequea
proporcin en el jarabe de maz.POLISACARIDOS ALMIDON: Se encuentra
en los cereales como maz, arroz y trigo, tambin se encuentra en las
papas. Industria del papel y cartn, Industria alimenticia,
Industria textil, Industria farmacutica y cosmtica, Industria de
los edulcorantes. Cumple la funcin almacenamiento energtico
CELULOSA: Sufuncin principales ayudar en la parte estructural de la
planta, ya que forma tejidos de sostn y es el componente principal
de las paredes celulares vegetales. Cumple la funcin almacenamiento
energtico GLUCOGENO: Su principal funcin es la de reservorio
nutricional en los tejidos animales, debido a su capacidad para
almacenar glucosa de rpida movilizacin, ya sea en los periodos
interdigestivos o mientras se produce la actividad muscular. Cumple
la funcin energtica y de reserva.La diferenciacin estructural de
estas molculas se lleva a cabo por la composicin de la misma dado
que los monosacridos son compuestos monomoleculares (una molcula)
los cuales tienen un esqueleto de tres a siete carbonos y donde
cada tomo de carbono se enlaza a un H y un -OH; por otro lado los
disacridos se encuentran constituidos por la unin de dos molculas
de monosacridos durante una reaccin de deshidratacin siendo este el
caso de la sacarosa (glucosa + fructosa), lactosa (glucosa +
galactosa), maltosa (glucosa + glucosa); finalmente los
polisacridos se encuentran formados por la unin de varias molculas
de glucosa donde encontramos: almidn((1 - 4)(1 - 6) glucosa),
celulosa (-glucosa), glucgeno (-glucosa).21. Cul es la diferencia
entre un cido graso saturado y otro insaturado?, explique la
estructura de una molcula de grasa estableciendo sus componentes y
la forma en que se enlazan.CIDOS GRASOS SATURADOS: Presentan
enlaces sencillos entre sus tomos de carbono. Por ello todos los
enlaces de la molcula rotan libremente y son molculas lineales.Los
lpidos que tienen en su composicin muchos cidos grasos SATURADOS
son LPIDOSSLIDOSpues los cidos grasos se "empaquetan" unindose muy
bienentre ellos al ser lineales, por lo que poseen alto punto de
fusin.CIDOS GRASOS INSATURADOS: Presentan dobles enlaces entre los
tomos de carbono de su estructura. Por ello la molcula no puede
rotar y forma un Angulo.Los lpidos que tienen en su composicin
muchos cidos grasos INSATURADOS son LPIDOSLQUIDOS(aceites)pues los
cidos grasos no se "empaquetan" bien, unindose entre ellos con
dificultad al formar ngulos su molcula, por ello tienen bajo punto
de fusin.
Los cidos grasos son cadenas hidrocarbonadas largas no
ramificadas. Tienen carcteranfiptico; es decir que tienen un doble
comportamiento, una parte de la molcula es hidrfila y la otra es
hidrfoba, La cabeza de la molcula es polar o inica y, por tanto,
hidrfila (-COOH). La cadena es apolar o hidrfoba (grupos -CH2- y
-CH3terminal).22. En qu difiere la estructura de un fosfolpido y la
de una grasa? Cmo forman los fosfolpidos una bicapa en presencia de
agua? Los fosfolpidos contienen un grupo fosfato. Un fosfolpido se
construye como una grasa, solo que en vez del tercer cido graso
unido al glicerol, hay un grupo fosfato polar.Tienen cabeza
hidrofilica y cola hidrofbica; la cabeza est formada por un fosfato
de un compuesto nitrogenado (colina o etanolamina) y se mezcla bien
con el agua. La cola est formada por cidos grasos que repelen el
agua. Las molculas de la bicapa estn orientadas de tal forma que
las cabezas hidrfilas se orientan al exterior y las colas se
proyectan hacia el interior de la membrana.23. Describa algunos de
los fosfolpidos de membrana y establezca el tipo de clulas donde se
encuentran.Hay cuatro tipos de fosfolpidos en la membrana celular:
fosfatidilcolina: Es unfosfolpidoque, junto con lassales biliares,
ayuda a la solubilizacin de loscidos biliaresen labilis, es uno de
los principales constituyentes de lasbicapas lipdicasde
lascelulares, en las clulas de las plantas y los animales.
esfingomielina: Es un tipo de esfingolpidos que se encuentra en las
membranas celulares de animales, especialmente en la vaina de
mielina membranosa que rodea algunos axones de las clulas
nerviosas. fosfatidilserina: Se encuentra en concentraciones muy
altas en el cerebro, donde es responsable de mantener el fluido de
lasmembranas celulares flexibley preparado para procesar los
nutrientes esenciales fosfatidiletanolamina: Se encuentran en todas
las clulas vivas, composicin de 25% de todos los fosfolpidos. En la
fisiologa humana, que se encuentran sobre todo en el tejido
nervioso, tales como la materia blanca del cerebro, nervios, tejido
neural, y en la mdula espinal, donde constituyen 45% de todos los
fosfolpidos.24. Mencione las diferencias que existen a nivel de
fosfolpidos de membrana, tanto en la parte interna como externa de
la clula.Laasimetraen la distribucin de los lpidos de membrana se
refleja en el hecho de que mientras losfosfolpidoscon colina,
fosfatidilcolina yesfingomielina, abundanen la monocapa externa,
fosfatidiletanolamina, fosfatidilserina y distintos
fosfatidilinositoles predominan en la monocapa citoslica; una
consecuencia de esto es que, al pH fisiolgico, la presencia de la
fosfatidilserina aporta carga negativa lo que genera una diferencia
de carga entre las dos caras de la bicapa.25. Dibuje la estructura
de un aminocido y un pptido y seale el enlace peptdico.
Aminocido pptido
Los aminocidos sonpequeas molculas orgnicasque contienen al
menos un grupo amino (-NH2), de naturaleza bsica, y un grupo
carboxilo (-COOH) de carcter cido, adems de una cadena variable
(-R) y un hidrgeno (-H).Los aminocidos se unen entre s para formar
pptidos y protenas, mediante el enlace amina entre el grupo
carboxilo de un aminocido y el grupo alfa amino de otro aminocido
de este tipo de enlace se le llama enlace peptdico.Por convenio, el
enlace peptdico se escribe con el aminocido que tiene el NH3libre a
la izquierda y el aminocido con el grupo CO2libre a la derecha.
Estos aminocidos reciben el nombre de aminocidos con el N-terminal
y aminocidos con el C-terminal.26. Plantee los cuatro niveles
posibles de estructura de una protena y relacione cada nivel con el
modelo de enlace particular. El primer nivel es su propia secuencia
particular de aminocidos. El segundo nivel se da cuando el
polipptido se enrolla o pliega de manera particular. Ejemplo
protenas fibrosas. En el tercer nivel encontramos que es un pliegue
que da por resultado la forma tridimensional final de un
polipptido. Se forman las llamadas protena globulares. Este ltimo
nivel se da en algunas protenas porque consisten en ms de un
polipptido. Como la hemoglobina.27. Cmo se enlazan los nucletidos
para formar cidos nucleicos? Establezca y explique varias
diferencias entre la estructura del ADN y la del ARN.Los nucletidos
se unen en una secuencia definida por una serie de reacciones de
deshidratacin cuando se forma el ADN, cada nucletido est compuesto
por tres tipo de molculas: un fosfato (cido fosfrico) un azcar
pentosa y una base que contiene nitrgeno. En el ADN el azcar
pentosa es desoxirribosa y en ARN es ribosa.La diferencia entre el
ADN y ARN es que en el primero se encuentra la timina y en el
segundo es remplazada por el uracilo.El ADN es el material gentico
que almacena informacin relacionada con su propia replicacin.El ARN
se divide en ARNm es un intermediario en el proceso de sntesis de
protena. ARNt encargado de transportar los aminocidos a los
ribosomas, y ARN ribosmicos son el componente cataltico de los
ribosomas; se encargan de crear los enlaces peptdicos entre los
aminocidos del polipptido en formacin durante la sntesis de
protenas; actan, como ribosomas.28. Analice la funcin y estructura
del ATPEl trifosfato de adenosina (ATP) o adenosn trifosfato (como
es ms comn) ste consta de una purina (adenina), un azcar
(dexorribosa), y tres grupos fosfato.La funcin que desempea el ATP
es que se almacena en los enlaces de alta energa que unen los
grupos fosfato gran cantidad de energa para las funciones biolgicas
y se liberan cuando uno o dos de los fosfatos se separan de las
molculas de ATP. Se transforma en difosfato de andenosina (ADP),
que es la forma descargada o pobre de energa, es decir, la
contrapartida del ATP. Por su parte, el ADP puede, a su vez,
aceptar energa qumica y recuperar un grupo fosfato para
transformase de nuevo en ATP, ya sea a expensas de la energa solar
o qumica.PREGUNTASQu es un nucletido?Losnucletidossonmolculas
orgnicasformadas por la unincovalentede unmonosacridode
cincocarbonos(pentosa), unabase nitrogenaday ungrupo fosfato.
Elnuclesidoes la parte del nucletido formada nicamente por labase
nitrogenaday lapentosa.Son losmonmerosde loscidos
nucleicos(ADNyARN) en los cuales forman cadenas lineales de miles o
millones de nucletidos, pero tambin realizan funciones importantes
como molculas libres (por ejemplo, elATPo elGTP).Estructura del
nucletido:Cada nucletido es un ensamblado de tres componentes:
Bases nitrogenadas: derivan de los
compuestosheterocclicosaromticospurinaypirimidina. Bases
nitrogenadaspurnicas: son laadenina(A) y laguanina(G). Ambas forman
parte delADNy delARN. Bases nitrogenadaspirimidnicas: son
latimina(T), lacitosina(C) y eluracilo(U). La timina y la citosina
intervienen en la formacin del ADN. En el ARN aparecen la citosina
y el uracilo. Bases nitrogenadasisoaloxacnicas: laflavina(F). No
forma parte del ADN o del ARN, pero s de algunos compuestos
importantes como elFAD. Pentosa: el azcar de cinco tomos de
carbono; puede serribosa(ARN) odesoxirribosa(ADN). La diferencia
entre ambos es que el ARN s posee un grupo OH en el segundo
carbono. cido fosfrico: de frmula H3PO4. Cada nucletido puede
contener uno (nucletidos-monofosfato, como elAMP), dos
(nucletidos-difosfato, como elADP) o tres (nucletidos-trifosfato,
como elATP) grupos fosfato.Estructura del ADN Estructura primaria.
Una cadena de desoxirribonucletidos (monocatenario) es decir, est
formado por un solo polinucletido, sin cadena complementaria. No es
funcional, excepto en algunos virus. Estructura secundaria. Doble
hlice, estructura bicatenaria, dos cadenas de nucletidos
complementarias, antiparalelas, unidas entre s por las bases
nitrogenadas por medio depuentes de hidrgeno. Est enrollada
helicoidalmente en torno a un eje imaginario. Hay tres tipos: Doble
hlice A, con giro dextrgiro, pero las vueltas se encuentran en un
plano inclinado (ADN no codificante). Doble hlice B, con giro
dextrgiro, vueltas perpendiculares (ADN funcional). Doble hlice Z,
con giro levgiro, vueltas perpendiculares (no funcional); se
encuentra presente en losparvovirus.
Como sucede una mutacin del ADNLas mutaciones son cambios en las
secuencias de ADN. La posibilidad para que ocurra una mutacin se
debe a un error en el apareamiento de bases durante la replicacin,
cuando la clula se prepara con vistas a dividirse, en cada
replicacin de DNA se generan algunos errores. Tambin pueden ocurrir
cambios de bases espontneamenteCiertas mutaciones, sin embargo, no
tienen efectos o (en casos muy raros) son incluso benficas, ya que
las mutaciones son indispensables para la evolucin porque estos
cambios aleatorios en la secuencia del ADN son la fuente ltima de
toda variacin gentica. Las nuevas secuencias de bases sufren una
seleccin natural cuando los organismos compiten por sobrevivir y
reproducirsePROTEINAS ENZIMATICASAlgunas protenas constituyen
estructuras celulares: Ciertas glucoproteinas forman parte de las
membranas celulares y actan como receptores o facilitan el
transporte de sustancias. Las histonas, forman parte de los
cromosomas que regulan la expresin de los genes.Otras protenas
confieren elasticidad y resistencia a rganos y tejidos: El colgeno
del tejido conjuntivo fibroso. La elastina del tejido conjuntivo
elstico. La queratina de la epidermis.FUNCION DE LAS PROTEINAS DE
UN ORGANISMOLas funciones de las protenas son las siguientes: Las
protenas tienen una funcin defensiva, ya que crean los anticuerpos
y regulan factores contra agentes extraos o infecciones. Las
protenas tienen otras funciones reguladoras puesto que de ellas
estn formados los siguientes compuestos: Hemoglobina, protenas
plasmticas, hormonas, jugos digestivos, enzimas y vitaminas que son
causantes de las reacciones qumicas que suceden en el organismo.
Las protenas cuya funcin es enzimtica son las ms especializadas y
numerosas. Actan como biocatalizadores acelerando las reacciones
qumicas del metabolismo. Las protenas funcionan como
amortiguadores, manteniendo en diversos medios tanto el pH interno
como el equilibrio osmtico. Es la conocida como funcin homeosttica
de las protenas. La funcin de resistencia o funcin estructural de
las protenas tambin es de gran importancia ya que las protenas
forman tejidos de sostn y relleno que confieren elasticidad y
resistencia a rganos y tejidos. Las protenas cumplen tambin una
funcin energtica para el organismo pudiendo aportar hasta 4 kcal.
de energa por gramo. Las protenas realizan funciones de transporte.
Ejemplos de ello son la hemoglobina y la mioglobina, protenas
transportadoras del oxgeno en la sangre en los organismos
vertebrados y en los msculos respectivamente. PROTEINAS DE LA
MEMBRANALas protenas de la membrana pueden considerarse, de acuerdo
a como se encuentran en la membrana, comprendidas en una de estas
dos categoras: integrales: estas protenas tienen uno o ms segmentos
que atraviesan la bicapa lipdica.
Perifricas: estas protenas no tienen segmentos incluidos en la
bicapa, interaccionan con las cabezas polares o bien con las
protenas integrales