unidad 1. química de la materia viva
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UNIDAD 1
QUÍMICA DE LA MATERIA VIVA
" SOMOS POLVO DE ESTRELLAS
QUE PENSAMOS EN ESTRELLAS "
Carl Sagan
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1. CARACTERÍSTICAS DE LOS SERES VIVOS
COMPLEJIDAD MOLECULAR. Los principales compuestos responsables del desarrollo y funcionamiento de un organismo son macromoléculas como los ácidos nucleicos o proteínas
NIVELES DE ORGANIZACIÓN. La materia viva presenta una organización jerárquica de complejidad creciente.
Macromoléculas, células, organismos, poblaciones, comunidades, etc AUTOMANTENIMIENTO. Los seres vivos incorporan materia y energía para construir sus
componentes y realizar sus procesos vitales. Los desechos son expulsados = METABOLISMO
REPRODUCCIÓN. Capacidad de reproducirse y originar copias de si mismos. Este proceso lleva
asociados dos fenómenos: herencia y variación. CICLO VITAL. Diferentes etapas a lo largo de la vida: cigoto, desarrollo embrionario, estado adulto, etc.
SENSIBILIDAD. Capacidad de reacción ante los cambios que se producen en el entorno = FUNCIÓN DE RELACIÓN
AUTORREGULACIÓN. Capacidad para mantener y perpetuar su composición frente a cambios ambientales.
LAS ACTIVIDADES DE LOS SERES VIVOS ESTÁN CONTROLADOS (EN PARTE) POR PROGRAMAS GENÉTICOS
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MATERIA
ENERGÍA
(nutrientes)
MATERIA
(residuos)METABOLISMO
FUNCIÓN DE NUTRICIÓN
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FUNCIÓN DE RELACIÓN
ESTÍMULO RESPUESTA
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FUNCIÓN DE REPRODUCCIÓN
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2. BIOELEMENTOS
• Son los que forman parte de los seres vivos
• Se han identificado algo más de 70 bioelementos
• Los seres vivos están constituidos por los mismos elementos que el resto del cosmos. No existen átomos exclusivos de lo vivo
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2.1 Clasificación bioelementos
• Bioelementos mayoritarios: siempre presentes en la materia viva– Primarios: C, H, O, N, S, P– Secundarios: Mg, Ca, K, Na, Cl
• Oligoelementos esenciales: en cantidades inferiores al 0,1%. Fe, Mn, Cu, Zn, F, I, B, Si, V, Cr, Co, Se, Mo y Sn
• Oligoelementos no esenciales: el resto de elementos químicos. Pueden desempeñar importantes funciones en algunos organismos
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BIOELEMENTOS
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Abundancia relativa de algunos elementos en la corteza terrestre y en la materia viva
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El átomo de carbono
• Nº atómico: 6• Configuración
electrónica: ls2 2s2 2p2
• cuatro orbitales híbridos• Posibilidad de formar
enlaces covalentes simples, dobles o triples con otros átomos de carbono o con átomos de hidrógeno, oxígeno, nitrógeno, azufre, etc.
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Enlace C-C
• Los enlaces C-C permiten construir cadenas más o menos largas y anillos cíclicos, que constituyen los esqueletos para una variedad inmensa de moléculas orgánicas
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2.2 PRINCIPIOS INMEDIATOS Y BIOMOLÉCULAS
• Principios inmediatos: se obtienen aislando sustancias que componen los seres vivos mediante procedimientos físicos. Comprenden– Biomoléculas: exclusivos de la materia viva
(moléculas orgánicas)– agua y las sales minerales: no exclusivos de
la materia viva (moléculas inorgánicas)
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2.3 REPRESENTACIONES MOLECULARES
• FÓRMULA MOLECULAR: C6H12O6
• FORMULA SEMIDESARROLLADA
CHO-CH2O-CH2O-CH2O-CH2O-CH2OH
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REPRESENTACIONES MOLECULARES
• FÓRMULAS DESARROLLADAS
• REPRESENTACIÓN ESPACIAL (proyección de Haworth)
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Modelo de varillas
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Modelo de bolas
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3. ENLACES QUÍMICOS Y SU IMPORTANCIA EN BIOLOGÍA
• Enlace iónico: en formaciones sólidas cristalinas como conchas de moluscos
• Enlace covalente: unen los bioelementos mayoritarios y hace posible una enorme diversidad molecular.
• Enlaces del átomo de carbono:– Simples: permite el giro de los átomos– Dobles: no permite el giro. Da lugar a isómeros de posición (cis
y trans)
• Enlace o puente de hidrógeno: mucha importancia en la estructura química de la materia viva, p ej:– En el agua. Sus propiedades dependen de este tipo de enlaces– Doble hélice ADN– Estructura secundaria y terciaria de las proteínas
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Enlace iónico
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Enlace covalente
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Puentes de hidrógeno
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Cis: en la misma posición Trans: en posición opuesta
Enlaces Cis y Trans