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¿Por qué la temperatura superficial de Venus (460^oC) es tan elevada en comparación con  la de la Tierra (15^oC)?.

 

¿Qué factores determinan la temperatura media de un planeta? ¿Por qué la temperatura media de la Tierra es mayor que la de la Luna?.

 

 ¿Por qué no existe atmósfera en la Luna? . ¿Qué consecuencias tiene este hecho sobre las temperaturas de la superficie lunar?.

 

Explica los procesos y las fuerzas que intervienen en la formación de una estrella .¿Qué es una supernova?.

 

¿Cómo han descubierto los científicos la existencia del Núcleo de la Tierra?. ¿Qué características se la atribuyen?.

 

Compara la Corteza Continental con la Oceánica.

 

¿Qué fuente de energía alimenta la actividad volcánica y sísmica de la Tierra?. ¿Cómo se propaga el calor a través del manto terrestre?.

 

Explica la Teoría de la Expansión del Fondo Oceánico?. ¿Cómo afecta esta teoría a la anteriormente formulada por Wegener?.

 

Explica brevemente la Teoría de la Deriva Continental de Wegener y las pruebas en que se fundamenta.

 

¿Qué es una Placa Litosférica?. Explica brevemente los distintos tipos de bordes de placa  según la Teoría de la Tectónica Global.

 

¿Qué es una dorsal oceánica?. ¿Y una zona de subducción?. ¿Tienen alguna característica en común?.

 

Explica donde y por qué se forman los volcanes.

 

¿Qué es la zona o plano de Benioff?. ¿Dónde está situado?.

 

 Dibujar un esquema de una Zona de Subducción indicando sus partes.

 

¿Qué es la Geodinámica? ¿Qué ocurriría si se  acabaran los elementos

radiactivos del interior de la Tierra ?.¿ Por qué?.

 

¿Cómo se explica que la densidad de la Tierra aumente con la profundidad?.

 

¿Qué es la Zona de Sombra de un sismo?. ¿Cómo se puede explicar su existencia?.

 

¿Por qué la Tierra es un planeta con poco H y He en comparación con el Sol o Júpiter?.

 

Compara la Teoría del Actualismo con la del Catastrofismo y la Teoría del Neptunismo con la del Plutonismo.

 

Explica brevemente la Teoría de la Isostasia indicando las evidencias en que se basa.

 

¿Dónde y cómo se han formado los distintos elementos químicos que forman la Tierra?.

 

¿Qué es el paleomagnetismo?. Explica cómo se origina y la importancia de su estudio.

 

Explica brevemente el Ciclo de las Rocas.

 

 

 

¿Qué es el magma?. Tipos de magma.

 

 

 

¿Cuáles son los procesos y agentes geológicos externos, que actúan en la Tierra?.

 

 

 

Energías que mueven el Ciclo de las rocas.

 

 

 

Tipos de rocas. Clasifica las siguientes rocas : Basalto, arenisca, mármol…

 

 

 

¿Qué es el sedimento?. Granulometría de los sedimentos.

 

 

 

¿Qué es la erosión?. ¿Y la diagénesis?

 

El archipiélago de Hawai está formado por un rosario de islas de edad creciente desde la isla de Hawai. ¿Cómo se explica este hecho según el conocimiento geológico actual?

 

Explica dónde y cómo se forma el granito, cuál es su composición mineralógica, las alteraciones que sufre en la superficie terrestre y los productos resultantes de su transformación.

 

Explica brevemente en que consiste la carbonatación de las rocas calizas.

 

Utiliza tus conocimientos geológicos para ordenar los siguientes elementos en un esquema lógico:

Arenisca de cuarzo, arcilla, pizarra, granito, litificación, arena, meteorización,

metamorfismo, magma, cuarcita.

 

¿En qué consiste la hidrólisis de los silicatos? ¿Qué resulta de la hidrólisis del granito en un clima templado? ¿Y en un clima ecuatorial húmedo?

 

En algunas zonas de la Comunidad Valenciana se encuentran areniscas rojizas de origen fluvial con una edad de más de 200 Ma, llamadas rodeno, su estudio nos indica que se formaron en un antiguo río con el caudal del Amazonas. ¿Por qué no hay ríos tan grandes en la actualidad en nuestro país?

 

Venus es el planeta más próximo y de tamaño más parecido a la Tierra.  Sin embargo su atmosfera y sus condiciones ambientales son radicalmente distintas.

Explica razonadamente las causas de estas diferencias.

 

 

El estudio del magnetismo de las rocas llevó al equipo de Alan Cox a un sorprendente descubrimiento. Explica brevemente su método de trabajo y sus conclusiones.

 

 

 

 

 

 

 

 

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TERCERA EVALUACIÒN 1º BATX

 

Explica brevemente la estructura de la membrana según el Modelo del Mosaico Fluido. Indica cuales de las siguientes moléculas podrían entrar en la célula y cómo atravesarían la membrana:

Glucosa, almidón, hemoglobina, histidina (aminácido), Na+, insulina (hormona peptídica).

 

¿Qué es la respiración celular?. De qué fases se compone la respiración de la glucosa?. Importancia del NAD+.

 

¿Qué es la respiración celular ?. ¿Cuál es su finalidad ?. ¿En qué orgánulo se realiza?.

 

¿Qué es la fotosíntesis?. Representa esquemáticamente con dos cajas negras sus dos fases. ¿En qué orgánulo celular se realiza?

 

Estructura del ATP.¿ En qué partes de una célula vegetal verde se puede cargar ATP?. ¿Con qué energías y mediante qué procesos?.

 

Explica brevemente la teoría Endosimbiótica del origen de los Cloroplastos.

 

¿Qué es la meiosis?. ¿En qué órganos humanos se produce este proceso?. ¿Qué da como resultado?.

 

Representa con letras las cromátidas de una célula n= 7 durante la profasey en la telofase.

 

Suponiendo que A-A, B-B, C-C y D-D son cromosomas distintos de una célula y que a-a, b-b, c-c y d-dson sus respectivos homólogos. ¿Cómo será esta célula haploide o diploide?. ¿Cuál es el valor de n y 2n para esta especie?. ¿Cómo se separarán estos cromosomas durante la mitosis?.

 

Suponiendo que A-A,B-B,C-Cy D-D son los cromosomas de una célula . ¿Cuál es el valor de n?. ¿Cómo se separaran estos cromosomas durante la meiosis de esta célula?.

 

¿Qué procesos sufren los cromosomas durante la profase I, anafase I y la anafase II de la meiosis?. Importancia biológica de la meiosis.¿En qué parte de nuestro organismo se produce este tipo de división nuclear?.

 

Explica brevemente el ciclo celular. ¿Qué relación existe entre cromatina y cromosomas?….

 

¿En qué se parecen una célula procariótica y una célula eucariótica?.

 

Explica esquemáticamente el ciclo biológico de los vegetales. ¿En que se parecen y se diferencian los gametos y las esporas?

 

¿Qué es un tejido?. ¿Qué se entiende por diferenciación celular?. ¿En qué se basa a nivel molecular este proceso?.

 

¿Tienen la misma cantidad de ADN dos células distintas de distinto tejido de un mismo animal?. ¿Y de ARN?. Razónalo.

 

¿Por qué todas las células somáticas de un ser humano tienen la misma información genética?. ¿Por qué las células de distintos tejidos producen distintas proteínas?. ¿Por qué las células de distintos tejidos tienendistinto contenido de ARN ?.

 

Explica brevemente las primeras etapas de desarrollo embrionario de los metazoos.

 

¿Qué son las macromoléculas?. Cita los distintos tipos de macromoléculas que se pueden encontrar en un ser vivo indicando su función.

Indica que sustancias se pueden obtener por hidrólisis del Almidón, celulosa, ARN polimerasa y ADN.

 

¿Por qué es necesaria la digestión?. ¿Qué orgánulos estarán más desarrollados en una célula de una glándula digestiva?. Razónalo.

 

Estructura de una neurona. ¿De qué factores depende la velocidad de transmisión de un impulso nervioso?. Importancia de la membrana plasmática del axón en la transmisión de impulsos nerviosos.

 

¿Por qué todos los hijos de una pareja humana son distintos?. ¿Qué circunstancias deben concurrir durante la gestación para tener dos hijos genéticamente idénticos, es decir gemelos?.

 

Compara el óvulo con el espermatozoide.

 

¿Qué son los espermatozoides?. ¿En que se diferencian de las células somáticas?. Teniendo en cuenta la intensa actividad física que realizan estas células indica cuáles serán sus orgánulos mas desarrollados.

 

 

 

CICLO CELULAR

La complementariedad de las bases nitrogenadas ha posibilitado durante eones la replicación casi perfecta de las moléculas que forman el genoma celular. Este, una vez duplicado puede ser repartido para dar lugar a dos células genéticamente idénticas, con eventuales diferencias que serán evaluadas automáticamente por la selección natural.

 

Llamamos CICLO CELULAR al conjunto ordenado de etapas y procesos por los que pasa una célula desde que nace hasta que se divide en dos células hijas viables y dispuestas a iniciar un nuevo ciclo.

 

Las células procariotas como Escherichia coli, tardan menos de 20 minutos en replicar todos los genes, que se encadenan formando una molécula circular de ADN de 1mm de longitud, a partir de un único origen de replicación. Y simultáneamente las copias se desplazan a polos opuestos de la célula en división, al tiempo que se transcriben de forma conveniente. Finalmente la bacteria se segmenta en dos células hijas independientes.

 

Más complejo es el caso de las células eucariotas, como las humanas cuyo volumen y genoma supera en tres órdenes de magnitud los de la E. coli. Peroafortunadamentenuestros antepasados remotos fueron capaces de desarrollar nuevas estrategias reproductivas de gran eficacia para favorecer su supervivencia y evolución.

 

A diferencia de las células procariotas, el genoma eucariota esta fragmentado y generalmente duplicado, las moléculas de ADN son lineales y tienen varios orígenes de replicación, y sobre todo están asociadas a proteínas histonas formando la cromatina, lo que facilita su plegamiento dentro de un núcleo de unas 5 micras de diámetro.

 

La cromatina por su composición ácida se tiñe con colorantes de carácter básico o alcalino y resulta visible durante toda la INTERFASE (G1+S+G2) llenando el núcleo con manchas irregulares.

 

G1 es un periodo de crecimiento celular que requiere la transcripción de buen número de genes el el núcleo.

 

Durante la fase S las moléculas de ADN se replican a excepción de su centrómero, que mantendrá unidas las copias hasta la anafase, momento en que las réplicas toman caminos opuestos en el interior de la célula en división.

 

En G2 la célula se prepara para la MITOSIS, etapa en la que se repartirá el material genético previamente replicado en dos lotes idénticos, capaces de dirigir el funcionamiento de las células que los hereden.

 

Al igual que en la fase o período S, una señal molecular marca el inicio de la mitosis o PROFASE, de repente la cromatina empieza a espiralizarse y adquieren forma unas estructuras alargadas llamadas cromosomas, cuyo número y aspecto es constante en todas las células de los organismos de la misma especie.

 

En esta fase cada cromosoma está formado por dos cromátidas identicas unidas por el centrómero, estas se corresponden con las dos réplicas de ADN obtenidas en el periodo S. Podemos clasificarlos en metacéntricos submetacéntrico, acrocéntricos o telocéntricos según el centómero este centrado o progresivamente desplazado hacia la punta o telómero.

 

Algunas células tienen cariotipo haploide (haplos=simple) es decir una colección de n cromosomas distintos en forma y tamaño, otras presentan 2n cromosomas es decir n parejas de cromosomas homólogos cuya forma y tamaño coinciden, estas son producto de la reproducción sexual y reciben la denominación de células diploides. Según se puede comprobar los cromosomas homólogos están formados por los mismos genes, situados en idéntica posición o locus, pero por su distinta historia evolutiva las versiones de los mismos o alelos suelen ser distintas.

 

Las células humanas son diploides (2n=46) ya que descienden de una célula huevo o zigoto producido por fusión o fecundación de un óvulo y un espermatozoide cada una con un juego o complemento haploide de 23 cromosomas (n=23). A lo largo de las 23 moléculas de ADN que miden aproximadamente un metro existen casi 30.000 genes que deben estar presentes en las células hijas para garantizar su buen funcionamiento, de ahí la importancia del éxito en el reparto de cromosomas.

 

Del arrastre de los cromosomas se encarga el huso acromático desarrollado durante la profase a partir del centrosoma, y que en la METAFASE desplaza los cromosomas hasta su ecuador gracias a la acción de las fibras de tubulina tractoras unidas al cinetócoro situado sobre el centrómero de cada cromosoma.

 

Seguidamente en la ANAFASE las fibras tractoras estiran hacia los polos del huso y las cromátidas por fin se separan ordenadamente y se distancian para dar dos núcleos idénticos en la TELOFASE, cuando los cromosomas ahora simples pero con la mismo contenido génico que en profase se desespiralizan y el núcleo vuelve a su aspecto inicial repleto de manchas de cromatina.

 

Solo falta la citocinesis para seccionar el citoplasma y dar dos células que seguirán caminos independientes, o quedarán juntas colaborando, tras su especialización, para formar automáticamente un organismo pluricelular cuyos, millones o billones de células funcionan como una unidad o individuo.

 

De crucial importancia en la reproducción sexual es la MEIOSIS que reduce el cariotipo de 2n a n y garantiza la constancia del numero de cromosomas de generación en generación, compensando el incremento de cromosomas de la FECUNDACIÓN (n+n).

 

En esta modalidad de división los núcleos resultantes no son idénticos, como ocurre, en la mitosis sino homólogos y cada uno tiene un complemento haploide completo. Consiste en dos repartos de genes sucesivos. En la PROFASE I los homólogos se emparejan e intercambian fragmentos (entrecruzamiento o recombinación), en la ANAFASE I, que sigue a la METAFASE I, los homólogos de cada pareja se separan aleatoriamente y se dirigen a polos distintos del huso, resultando dos conjuntos haploides de cromosomas dobles, que pueden volver a dividirse sin más demora en la ANAFASE II, para dar cuatro núcleos haploides homólogos.

 

De esta forma un organismo 2n puede formar 2ⁿ células genéticamente distintas pero homólogas que podrán dar lugar a una nueva generación de individuos cada uno con su propia combinación de genes que le hace único y le brindan la oportunidad de probar suerte en su intento de sobrevivir en un entorno limitado e incierto, y transmitirlos a la próxima generación con el visto bueno de la SELECCIÓN NATURAL.

 

 

SALES MINERALES

 

            Las sales minerales se encuentran en los seres vivos bien en forma sólida constituyendo esqueletos y caparazones protectores o en disolución acuosa donde rotos los enlaces iónicos de su red cristalina quedan libres cationes y aniones que realizan distintas funciones biológicas.

 

            El CaCO₃ es muy poco soluble y es la sal mineral preferida por la mayoría de seres vivos para construir estructuras de soporte o protección. Vertebrados, aves, moluscos, equinodermos crustáceos, corales, briozoos, algas….., precipitan esta sustancia para construir huesos, conchas, cáscaras de huevo, exoesqueletos etc., pero son los foraminíferos y los cocolitofóridos, organismos unicelulares del plankton, los mayores productores a escala global de carbonato de calcio, sus restos sedimentados a lo largo de millones de años en mares y lagos son la materia prima que ha formado las margas y rocas calizas que forman montañas y cubren buen parte de los continentes.

 

            El SiO₂ es todavía más insoluble pero solo los radiolarios, las diatomeas y algunas esponjas son capaces de usarlo para formar corazas protectoras de cuyos restos se forman rocas como la radiolarita, la diatomita o el trípoli.

 

            El Ca₃(PO₄) ₂ muy insoluble, es precipitado junto con el CaCO₃ por los vertebrados para formar su esqueleto, de esta manera disponemos en nuestro interior de una reserva de P, elemento muy escaso en los ecosistemas y en el Universo, que hemos aprovechado para la construcción y evolución de nuestro cerebro.

 

            Los principales iones disueltos son el H⁺, Na⁺, K⁺, Ca⁺⁺, Mg⁺⁺, Cl^–, HCO₃^–, HPO₄^2-, H2PO₄^–, SO₄^2-.

 

            Debido a su bajo peso molecular y su abundancia en número, dentro y fuera de las células, son los principales responsables de los procesos de ósmosis.

 

            Conviene aclarar que estas partículas en disolución se mueven de forma aleatoria colisionando unas con otras y alcanzando así una distribución espacial uniforme y estable, como se puede observar cuando se deja caer una gota de tinta en un vaso o un fumador llena de humo un local.

 

            En el equilibrio los movimientos aleatorios aseguran que en cada momento el número de partículas que salgan de una zona se compensa con las que entran desde las zonas vecinas y aparentemente a nivel macroscópico ya no ocurre nada aunque las moléculas continúan en incansable movimiento.

 

            Cuando no hay obstáculo se produce así la mezcla homogénea por difusión de todas las moléculas presentes. Pero si, como ocurre en las células, una barrera semipermeable, es decir permeable solo al disolvente, separa dos zonas del espacio con distinta concentración de solutos, los movimientos aleatorios de las distintas moléculas se traducen en un flujo neto del disolvente desde la zona hipotónica, más diluida, hacia la hipertónica, más concentrada, aumentando la presión en esta parte y provocando problemas que los seres vivos tuvieron que resolver desde su aparición hace casi 4.000 ma.

 

            Este paso de agua a través de la membrana semipermeable se conoce como ósmosis y la presión química que la impulsa se denomina presión osmótica y se representa en las fórmulas por la letra π.

 

            Resulta un tanto sorprendente que su valor solo dependa de la diferencia de concentración entre las disoluciones y que no influya para nada el tipo de partículas presentes o su tamaño. Así una disolución de NaCl 1M estaría en equilibrio osmótico con otra de glucosa 1M situada al otro lado de la membrana.

 

            Nuestras células y las de los demás metazoos disfrutan de un ambiente isotónico, esto es de idéntica concentración que su interior, gracias a la acción de sistemas activos de transporte de agua y sales (nefridios, nefronas, glándulas de sal, branquias) y por tanto no tienen problemas osmóticos. Los organismos unicelulares por su parte han desarrollado estrategias para la supervivencia en ambientes hipotónicos o hipertónicos. Así los protozoos de agua dulce tienen vacuolas pulsátiles para bombear al exterior el agua que continuamente atraviesa su membrana, mientras que las algas unicelulares y las bacterias se protegen construyendo una pared rígida que las envuelve y evita su explosión. En el medio marino o en el hipersalino resulta posible evitar la deshidratación osmótica absorbiendo ciertos iones para lograr la isotonía.

 

            Para finalizar, algunas sales disueltas actúan como tampones o reguladores de pH, o lo que es lo mismo estabilizadores de la concentración de H+ en el interior de las células y de los fluidos intercelulares de los organismos pluricelulares.

 

            Debemos saber que el pH se define como -log [H⁺] y que el pH del agua pura o neutra es de 7, pero que puede disminuir o aumentar por la presencia de ácidos o bases que liberan protones o los absorben respectivamente.

 

            Resulta fundamental para las células mantener un pH próximo a la neutralidad para asegurar el buen funcionamiento del metabolismo y pueden conseguirlo gracias a la capacidad de ciertos ácidos débiles (H₂PO₄^–, H₂CO₃)     de liberar H⁺ cuando la situación lo requiere y la de sus bases conjugadas (HPO₄^2-, HCO₃^–) que los atrapan cuando su producción metabólica en exceso amenaza la buena actividad vital.

 

            Para finalizar solo añadir que algunos iones como el Mg⁺⁺ actúan como cofactores necesarios para ciertas catálisis enzimáticas, como veremos en los próximos temas.

 

 

BIOMOLÉCULAS ORGÁNICAS

El carbono es un átomo con unas propiedades químicas únicas, que los seres vivos han explotado hasta el extremo. Su particular estructura electrónica le permite formar fácilmente cuatro enlaces covalentes con otros no metales (H, O, N, P, S) e incluso con otros átomos de carbono.

 

Su alta capacidad combinatoria hace posible la existencia de infinidad de moléculas distintas de las más diversas formas, tamaños y propiedades.

 

Gracias a la selección natural los seres vivos han “aprendido” a fabricar bajo la supervisión de su ADN todas las moléculas útiles, de cuya interacción resulta cualquier actividad vital, por más extraño que nos pueda parecer.

 

Las moléculas orgánicas suelen presentar enlaces C-H, decenas o miles de átomos y fuerte tendencia a oxidarse en condiciones atmosféricas con liberación de energía en ocasiones de forma explosiva.

 

Aunque en otros tiempo se consideraron exclusivas de los seres vivos, Wöhler demostró en 1828que podían sintetizarse en el laboratorio y en la actualidad los astrofísicos han podido demostrar su omnipresencia en el Cosmos.

 

Pese a su enorme diversidad pueden clasificarse en cuatro grupos muy coherentes, lo que facilita enormemente su estudio:

 

1.- GLÚCIDOS, AZÚCARES O HIDRATOS DE CARBONO:

 

Sus moléculas están formadas por C, H, y O.

 

Los más sencillos son los Monosacáridos, polihidroxialdehidos o polihidroxicetonas de 3 a 7 carbonos en cadena lineal. La presencia del O los convierte en sustancias polares que pueden mezclarse bien con el agua debido a la atracción eléctrica mutua de sus polos, por lo que son hidrófilas o hidrosolubles.

 

Los más comunes son la D-Glucosa (C₆H₁₂O₆), una aldohexosa que tiende a formar un anillo hexagonal por reacción de su grupo aldehido con el   -OH del carbono 5 y que sirve como principal material de construcción y fuente de energía a cualquier célula. Y la D-Ribosa (C₅H₁₀O₅) que es una aldopentosa pentagonal fundamental para la construcción de los ácidos nucleicos y del ATP.

 

Algunos isómeros de estos azúcares como la fructosa, galactosa o la ribulosa son también de gran importancia biológica.

 

Los disacáridos se forman por unión de dos moléculas de monosacárido con pérdida de una molécula de agua, el enlace covalente resultante llamado               O-glucosídico se puede romper por hidrólisis durante la digestión de estas sustancias edulcorantes, entre las que podemos destacar la sacarosa, lactosa, maltosa.

 

Los oligosacáridos se forman por unión de varias moléculas de monosacárido mediante enlaces O-glucosídicos.

 

Por unión de centenares o miles de moléculas de glucosa en cadenas lineales o ramificadas, las células producen polisacáridos, más o menos fáciles de hidrolizar como el almidón, el glucógeno (sustancias de reserva de plantas y animales) o la celulosa (material estructural de muchas paredes celulares) que es la sustancia orgánica más abundante en la Biosfera.

 

Debido a su tamaño y su construcción modular decimos que los polisacáridos son macromoléculas poliméricas.

 

2.- LIPIDOS:

 

            En sus moléculas encontramos C, H, O y frecuentemente también P.

 

            Por su bajo contenido en O son sustancias apolares de carácter hidrófobo que no se mezclan bien con el agua, Químicamente son diversas pero podemos destacar los ácidos grasos con larga cadena hidrogenocarbonada unida a un grupo ácido carboxílico. Su punto de fusión aumenta con su tamaño y disminuye por la presencia de dobles enlaces o instauraciones.

 

            De la unión de tres moléculas de ácido graso con una de glicerina (trialcohol) se forma una molécula de triglicérido o grasa. Las uniones covalentes formadas por reacción del grupo carboxílico del ácido graso con un grupo alcohol de la glicerina se llaman enlaces éster y al igual que los            O-glucosídicos son hidrolizables. La principal función de estas sustancias en al de aislamiento, protección y reserva energética.

 

            De mayor importancia si cabe son las moléculas que resultan de la unión por enlaces éster de dos ácidos grasos, una glicerina, ácido fosfórico y un alcohol ionizado. Estas sustancias llamadas fosfoglicéridos tienen carácter anfipático ya que tienen un extremo polar, afín al agua, y otro apolar, que le huye.

 

Como consecuencia de esta dualidad, sus moléculas se agrupan y orientan espontáneamente en presencia de agua, formando láminas dobles o bicapas que al cerrarse en el espacio delimitan un pequeño volumen cuyo interior puede independizarse en cierto sentido del exterior.

 

Este especial comportamiento hace posible la construcción de biomembranas fluidas, donde interactúan con otras proteínas y lípidos anfipáticos controlando el paso de materia, energía e información vital.

 

Muy distintos químicamente son los esteroides y carotenoides que funcionan como mensajeros (hormonas), pigmentos, fotorreceptores…, en distintos organismos vivos.

 

 

3.-PROTEíNAS:

 

Están construidas con C, H, O, N y S.

 

Son polímeros lineales de cien o más aminoácidos, y por tanto macromoléculas.

 

Su hidrólisis o digestión produce una mezcla de veinte aminoácidos distintos, que son utilizados por las células para construir las proteínas que necesitan en cada momento, encadenándolos de forma adecuada gracias a la información contenida en su ADN.

 

Conviene aclarar que todos los aminoácidos tienen un grupo carboxílico           (-COOH) y otro grupo amino (-NH2) y que cuando reaccionan se forma un enlace peptídico resistente pero hidrolizable.

 

Dependiendo del orden de aminoácidos de la cadena (estructura primaria), se plegaran en el espacio de una forma determinada por interacciones intramoleculares precisas (estructura terciaria) y como consecuencia de este plegamiento podrán realizar determinadas acciones, útiles o no para la célula. La selección natural se encargará automáticamente de reclutar aquellas proteínas que favorezcan una mayor supervivencia en el espacio y el tiempo.

 

Así pues las distintas proteínas son las responsables de casi toda la actividad celular. Algunas actúan como motores (actina, miosina, tubulina), otras como puertas de paso de moléculas a través de las membranas (permeasas, canales, bombas..), también hay receptores de información (retinal), mensajeros químicos (insulina..), armas defensivas frente a infecciones (anticuerpos), transportadores (hemoglobina) y algunas sirven como material de construcción ( seda, colágeno queratina) o como reserva de materia y energía (albúmina).

 

Especial mención merecen las enzimas, proteínas biocatalizadoras altamente específicas y eficientes, imprescindibles para el buen funcionamiento metabólico. En su centro activo encajan por complementariedad únicamente ciertos metabolitos (sustrato) que podrán entonces transformarse fácilmente a temperatura ambiente sin interferencias del resto de moléculas presentes. De esta manera reacciones muy lentas a baja temperatura avanzan rápidamente hacia el estado de equilibrio químico.

 

Resulta vital fabricar las proteínas adecuadas en cada momento y para ello la célula debe disponer de materia (aminoácidos), de energía (ATP) y de la información del ADN, que le permitirá ensamblarlos en el orden adecuado.

 

4.- ÁCIDOS NUCLEICOS: ARN y ADN.

 

En su fórmula molecular encontramos C, H, O, N y P.

 

El descubrimiento de estas sustancias en núcleos aislados de células de pus fue realizado en 1869 por Miescher, que no imaginó su relación con los genes, poco antes descubiertos Mendel, con nulo éxito de difusión.

 

Tras el descubrimiento en 1944 por el equipo de Avery, del papel del ADN como soporte de la información hereditaria, varios equipos de investigación abordaron su estudio, y antes de diez años quedó resuelta su estructura tridimensional por Watson y Crick, que en 1953 propusieron en su Modelo de la Doble Hélice.

 

Sabemos en la actualidad que son polímeros lineales de nucleótidos (monómeros formados por unión de fosfato + azúcar + base nitrogenada), unidos por enlaces tipo éster.

 

Podemos distinguir el ARN (ácido ribonucleico) cuyos nucleótidos contienen ribosa, del ADN (ácido desoxirribonucleico) formado por cadenas de nucleótidos con desoxirribosa.

 

La hidrólisis o digestión del ARN da lugar a una mezcla de cuatro nucleótidos que se pueden distinguir entre si por la base nitrogenada que contienen (Adenina, Guanina, Citosina o Uracilo).

 

Sus cadenas simples tienen decenas o centenares de nucleótidos, como consecuencia de interacciones intramoleculares pueden adoptar un plegamiento espacial complejo, y algunas de ellas poseen actividad catalítica (ribozimas), Participan en el proceso de fabricación de las proteínas (traducción), pudiéndose distinguir entre ARNm, ARNr y ARNt.

 

Según el modelo de la doble hélice, una molécula ADN está formada por dos cadenas lineales desoxirribonucleótidos, complementarias y antiparalelas, unidas por puentes de hidrógeno entre las bases (Adenina-Timina, Guanina-Citosina), enrolladas en hélice dextrógira alrededor de un eje imaginario común, con un grosor constante de 2 Å, un paso de hélice de 34 Å y diez nucleótidos por vuelta.

 

El número de variaciones en la secuencia de nucleótidos de esta molécula es astronómico (4ⁿ), y algunas de ellas que llamamos genes han sido escogidas por la selección natural, por contener las instrucciones precisas de fabricación de proteínas útiles para una mayor supervivencia y reproducción (información genética)

 

Su estabilidad química y la posibilidad de replicación exacta por complementariedad, la convirtieron en la elección perfecta, de la selección natural, para la conservación y transmisión de la información hereditaria, sin olvidar la generación de nueva información por esporádicos errores de replicación o mutaciones.

 

 

Principales características de los seres vivos.

 

¿Qué son los elementos biogénicos? Indica la procedencia y el destino de los principales bioelementos en una planta.

 

¿Por qué el C es un elemento esencial para la constitución de los seres vivos?

 

¿Qué es la ósmosis? Teniendo en cuenta los fenómenos de ósmosis explica por qué el bacalao salado se conserva durante largo tiempo sin descomponerse.

 

¿Cuál es la principal función del agua en los seres vivos? Razónalo.

 

Compara los enlaces covalentes con los puentes de hidrógeno y señala la importancia de estos últimos para los seres vivos.

 

Principales grupos funcionales y enlaces hidrolizables de las biomoléculas

 

Dibuja la fórmula de una aldotriosa y una cetopentosa.

 

Escribe la fórmula de un aminoácido. ¿Cómo se unen estas moléculas para formar polímeros?

 

Estructura y función de los Polisacáridos. Cita ejemplos.

 

¿Qué son los lípidos anfipáticos y cuál es su importancia biológica?

 

¿Qué son los puentes de hidrógeno? ¿Por qué las grasas son insolubles en agua?.

 

Explica brevemente la estructura y funciones de las proteínas.

 

¿Define nutrición y relación?

 

¿ Qué es la estructura primaria de una proteína?, ¿ Qué relación existe entre la estructura primaria y la función de una proteína?, ¿Qué relación existe entre las proteínas y el ADN.

 

Importancia biológica de la complementariedad.

 

¿Cómo sería supuestamente LUCA (Last Universal Common Ancestor)?

 

Indica que sustancias se pueden obtener por hidrólisis del ARN polimerasa, almidon, celulosa, y ARN.

 

¿Qué es y cómo es un nucleótido?, ¿Cuáles son sus funciones en las células?

 

Explica brevemente el modelo de la Doble Hélice del ADN de Waton y Crick.

 

¿Qué es un Gen? Explica brevemente cómo utilizan la información genética las células.

 

Explica brevemente el proceso de fabricación de una proteína a partir de la información contenida en el gen correspondiente.

 

¿Qué son las macromoléculas? Cita los distintos tipos de macromoléculas que se pueden encontrar en un ser vivo indicando su función.

 

Estructura y función de la membrana celular o plasmática.

 

Define: Gen, Enzima y Metabolismo.

 

¿Qué relación existe entre los genes, los enzimas y el metabolismo?

 

¿Qué es un enzima? ¿Por qué cuando se aumenta la temperatura se pierde la actividad enzimática?

 

¿Qué es un enzima? ¿Por qué son específicos en su acción?

 

Explica brevemente la estructura de la membrana según el Modelo del Mosaico Fluido. Indica cuales de las siguientes moléculas podrían entrar en la célula y cómo atravesarían la membrana:

Glucosa, almidón, hemoglobina, histidina (aminácido), Na+, insulina (hormona peptídica).

 

¿Qué es la respiración celular?, ¿Cuál es su finalidad? ¿En qué orgánulo se realiza?

 

Estructura del ATP. ¿En qué partes de una célula vegetal verde se puede cargar ATP? ¿Con qué energías y mediante qué procesos?

 

Explica brevemente la teoría Endosimbiótica del origen de los Cloroplastos.

 

 

 

 

AGUA

 

            El agua es el compuesto químico más abundante en los seres vivos, y aunque en un tiempo se pensó que era una sustancia simple, se puede demostrar fácilmente que en realidad no lo es, ya que es posible descomponerla mediante electrolisis en dos volúmenes de H₂ por uno de O₂, de ahí la conocida fórmula H₂O.

           

            Es una sustancia estable y por tanto abundante en el Universo donde el H generado tras el Big Bang tiende a reaccionar con el O formado en las Gigantes Rojas. En la Tierra no es especialmente abundante pero debido a su baja densidad (1 g/cm3) se sitúa en la zona superficial del planeta, donde la energía solar crea las condiciones necesarias para que se mueva y reaccione incesantemente, modelando el relieve y posibilitando el desarrollo y evolución de los seres vivos.

 

            Según se cree una buena parte del agua terrestre proviene del Sistema Solar Exterior gracias a los cometas que nos han impactado repetidamente a lo largo de toda nuestra Historia Geológica. También se ha demostrado presencia de agua en algunos meteoritos como las condritas que a buen seguro han sido una fuente importante de agua para el planeta.

 

            Su enorme importancia para la vida queda especialmente de manifiesto en los oasis, presentes allá donde alguna fuente de agua hace florecer la vida en medio del más desolado desierto.

 

            El agua presenta, para nuestra fortuna, unas propiedades inusuales si la comparamos con otros compuestos de fórmula parecida. Así tiene puntos de fusión y evaporación anormalmente altos y que permiten la coexistencia en nuestro planeta de sus tres estados y en especial el líquido que es esencial para toda actividad vital.

 

            Su calor específico y su calor de vaporización elevados permiten estabilizar la temperatura e incluso la refrigeración de los organismos vivos o de los ecosistemas. También la menor densidad del hielo y su baja conductividad térmica permiten crear una capa aislante que protege la vida en el interior lagos o mares de zonas muy frías.

 

            Por su alta constante dieléctrica, el agua dificulta la atracción de las cargas eléctricas en su seno y consigue la rotura de los enlaces iónicos y la disolución de la mayoría de sales y sustancias orgánicas. Permitiendo así que las distintas biomoléculas puedan interactuar y reaccionar en un escenario acuoso común, donde gracias a las precisas instrucciones contenidas en el material genético de las células, las moléculas se transforman de forma controlada para construir y mantener la vida.

 

            Y todo ello es consecuencia de la particular construcción de la molécula de agua, en la que un O y dos H comparten los electrones desapareados de su capa externa formando dos enlaces covalentes con un ángulo de 104,5º entre ellos, resultando una molécula muy estable y eléctricamente neutra pero con un marcado carácter polar debido al desplazamiento preferente de los electrones de enlace hacia el O, que es más electronegativo, quedando junto al H una zona parcialmente desprovista de electrones donde predomina la carga positiva de su núcleo.

 

            Gracias a estos polos eléctricos las moléculas de agua se atraen y se unen entre si y con otras moléculas polares mediante puentes de H, lo que explica su comportamiento físico-químico anómalo y tan conveniente para la vida.

 

            Como bien dice la sabiduría popular “Algo tendrá el agua cuando la bendicen”.

 

 

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