Un poco de agua por favor..

El agua es un componente esencial de todo ser vivo, siendo el disolvente general biológico. 

Es una biomolécula de naturaleza inorgánica que representa el medio en el que ocurren la mayoría de las reacciones celulares del metabolismo, siendo la sustancia más necesaria para la vida. Los organismos vivos son por ello dependientes del agua para su existencia.

La importancia del agua para las células vivas refleja sus propiedades físicas y químicas, propiedades que radican en su estructura molecular. 

Las propiedades características de la estructura a nivel molecular del agua son: 

1.- La molécula de agua es polar: 

Aunque la molécula tiene una carga total neutra, los electrones se distribuyen asimétricamente, lo cual hace que la molécula sea un dipolo. En la molécula el átomo de O comparte dos electrones con los átomos de H. El núcleo del O desplaza a los electrones de los núcleos del H, dejándolos con una pequeña carga positiva (polo de menor densidad electrónica), existiendo regiones débilmente negativas (mayor densidad electrónica) cerca del átomo de O en los dos vértices de un tetraedro imaginario. 

2.- Puentes de hidrógeno: 

Puesto que las moléculas de agua están polarizadas, dos moléculas adyacentes sufren una atracción electrostática entre la carga parcial negativa situada sobre el átomo de O de una de las moléculas, y la carga parcial positiva situada sobre el átomo de H de la otra molécula. Pueden entonces formar un enlace conocido cono puente de hidrógeno. Dadaa disposición casi tetraédrica de los electrones alrededor del átomo de oxígeno, cada molécula de agua se puede unir a otras cuatro moléculas vecinas.

3.- Estructura del agua: 

Las moléculas del agua se unen transitoriamente por puentes de hidrógeno 

formando una red. Estas agrupaciones duran fracciones de segundo.

4.- Los puentes de hidrógeno son los responsables de las propiedades del agua en estado líquido y sólido: en estado líquido el agua es una agrupación oscilante de moléculas unidas mediante este tipo de enlace y se encuentra en continua reorganización.

          Las propiedades son:

• En general, la densidad del agua aumenta al enfriarse, por reducción del movimiento molecular, pero a menos de 4 oC disminuye al formarse un cristal mantenido por puentes de hidrógeno.
• El calor de vaporización, es mucho mayor que el de otros compuestos de peso molecular comparable, lo que se debe a que hay que romper tres puentes de hidrógeno.
• Cuando el hielo se funde, los puentes de hidrógeno se rompen, y el calor necesario para ello se extrae del entorno. Al contrario, el agua líquida al solidificarse libera calor.
• El agua se disocia: el agua, por sí misma, tiene una ligera tendencia a ionizarse, y por lo tanto, puede actuar como ácido débil o como base débil. Cuando actúa como ácido libera un protón y forma un ión hidroxilo (OH-). Cuando actua como una base, acepta un protón y forma un ión hidronio (H3O+). 

Las propiedades físicas y químicas del agua, por lo tanto, son: 

1. Elevado calor específicoAl calentar el agua, parte de la energía se utiliza para romper puentes de hidrógeno y no tanto para aumentar su Ta, lo que supone que incrementos o descensos importantes en la Ta externa, únicamente producen pequeñas variaciones en el medio acuoso. Hace falta 1 Kcal. Para elevar 1 oC la temperatura de 1 litro. Esta propiedad hace posible que tenga función termorreguladora.
2. Elevado punto de ebullición: Dado que los puentes hidrógeno deben romperse para pasar al estado gaseoso, su punto de ebullición es mucho más elevado que el de otros compuestos líquidos. Esta propiedad implica que es un líquido en la mayor parte de la superficie terrestre en la mayoría de las estaciones.
3. Alta constante dieléctrica: Su naturaleza dipolar hace que sea un buen disolvente frente a gran cantidad de sustancias como, las sales minerales y compuestos orgánicos neutros con grupos funcionales hidrófilos.
4. Alta tensión superficial: Es debida a la gran cohesión entre las moléculas.
5. Bajo grado de ionización: sólo una molécula de cada 551.000 de agua se encuentra ionizada: +H2O + − H2O→H3O +OH        

• Esto explica que la concentración de iones H3O+ y de los iones OH- sea muy baja, concretamentede10-7 por litro,([H3O+]=[OH−]=10−7).Dado los bajos niveles de estos iones, si al agua se le añade un ácido o una base, aunque sea en poca cantidad, estos niveles varían bruscamente. En los líquidos biológicos, sin embargo, y pese a estar constituidos por agua en su mayoría, la adición de ácidos o bases no varía apenas la concentración de iones H3O+ y OH-. Esto es debido a que los líquidos biológicos contienen sales minerales y moléculas orgánicas disueltas que pueden ionizarse en mayor o menor grado actuando como disoluciones amortiguadoras. Este efecto se denomina efecto tampón.

 ENLACES INTERESANTES

molécula de agua

puente de hidrogeno 1

puente de hidrógeno 2

disolucion de una sal en agua

 Actividades test

la Química que yace en nuestro olvido...

Cada año llegados a este punto pienso como hacer para que mis alumnos y alumnas  no tengan temor a la hora de enfrentarse a las biomoléculas y su estilo de vida..

 La dificultad que se nos plantea cuando nos enfrentamos a contenidos que subyacen en el recuerdo o que de los que no guardamos ninguno,  puede llegar a ser bastante desolador.. pero no nos  podemos dejar vencer  por la dificultad, somos capaces ... ni  la edad , ni "ser de letras", ni llevar mucho tiempo sin estudiar ..ni nada ...  no hay escusas!! Asi que mano a la obra!

Por eso  me he atrevido a hacer una selección de  pequeños recortes de contenidos..  agradeciendo a los compañeros que publican en internet estos recursos.. 

Empecemos casi por el principio..

La química orgánica se ocupa de las transformaciones, los compuestos y propiedades que transforman a aquellos compuestos que contengan cadenas de  carbono.

La química de los seres vivos se organiza en torno al carbono, que al igual que el hidrógeno, oxígeno y nitrógeno, puede formar enlaces covalentes por compartición de electrones. Para completar sus respectivos niveles electrónicos externos, el H necesita un electrón, el O dos, el N tres y el C cuatro, por lo que estos elementos pueden formar, respectivamente, uno, dos, tres o cuatro enlaces covalentes, entre sí o con otros elementos.

 Además, el C puede formar enlaces simples (C-C), dobles (C=C) o triples (C≡C), según compartan entre sí 1, 2 ó 3 pares de electrones. Un átomo de C puede ser primario, secundario, terciario o cuaternario según se enlace con 1, 2, 3 ó 4 átomos de C distintos, independientemente del número de valencias (enlaces simples o dobles) usadas en cada enlace. Estos átomos de C unidos covalentemente entre sí pueden formar cadenas lineales, ramificadas o cíclicas que dan lugar a una enorme diversidad de compuestos orgánicos. 

Por lo tanto, todas las biomoléculas orgánicas son compuestos de carbono. Los enlaces químicos fundamentales se realizan entre átomos de carbono o entre estos y átomos de hidrógeno formando una estructura base hidrocarbonada.la mayoría de las biomoléculas son un “esqueleto carbonado” al que se unen con cierta facilidad conjuntos de átomos como el oxígeno, nitrógeno , azufre y fósforo lo que produce el aumento de la complejidad de las moléculas y la aparición de los denominados grupos funcionales orgánicos, que confieren propiedades físicoquimicas, características, y reacciones químicas propias y específicas a cada biomolécula que los presentan. 

Los grupos funcionales más importantes son los siguientes: 

Hidroxilo (alcoholes): −OH 

Carbonilo (aldehídos y cetonas): −COH (aldehído) y –CO− (cetona) 

Carboxilo (ácidos carboxílicos): −COOH 

Metilo: −CH3

Éster: −CO−O− 

Éter: –O− 

Amino (aminas): –NH2

Amido (amidas): −CO–NH2

Sulfhidrilo (tioles): −SH 

Disulfuro: –S−S− 

Fosforilo: −PO3H2

Nitrilo (cianhidrinas): −C≡N 

Nitro (nitroderivados): −NO2 

Estos grupos funcionales sirven para clasificar a las biomoléculas orgánicas en alcoholes, cetonas, aminas, ácidos etc.



Además, las biomoléculas suelen ser polifuncionales ya que poseen diferentes tipos de grupos funcionales, cada uno con propiedades y reactividad propia.

.. tambien se puede escribir así:

PRUEBA A RECONOCERLOS...

De las siguientes biomoléculas identifique sus grupos funcionales circulándolos y nombrándolos:

Para que tengais un recuerdo...

Célula procariota

Según el grado de complejidad se pueden considerar dos tipos de organización celular: la célula procariota, más simple, y la eucariota, más sofisticada. Además de estos dos niveles de organización celular se considera un tercer tipo de organización formado por los virus, cuya extraordinaria simplicidad estructural y la carencia de metabolismo propio los convierte en organismos que se sitúan en la frontera entre lo vivo y lo inerte.

A pesar de las diferencias entre ambos tipos celulares, existen semejanzas importantes en la organización celular y en la función. Así, todos los organismos vivientes utilizan el mismo código genético y una maquinaria similar para la síntesis de proteínas.

Los procariotas son el conjunto de organismos unicelulares que constituyen el grupo de las Moneras, en el que se incluyen las bacterias, las algas cianofíceas y los micoplasmas. 

La característica más sobresaliente de las células procariotas es la carencia de un verdadero núcleo rodeado por una membrana; su material genético está formado por una doble hélice de ADN desnudo, que se denomina cromosoma bacteriano, normalmente es circular y se encuentra en el citoplasma.  Muchos organismos procariotas presentan además un pequeño ADN circular extracromosómico denominado “plásmido” que no son esenciales para el crecimiento celular pero les suelen conferir ciertas ventajas adaptativas, como la resistencia a los antibióticos.

Como todas las células están rodeados por una membrana plasmática de estructura similar a la de los eucariotas, aunque la distribución y composición de lípidos es diferente y regula el  intercambio entre el interior celular y el medio.  

La membrana proyecta hacia el interior unos repliegues denominados mesosomas, donde se localizan las enzimas implicadas en procesos como la duplicación de DNA ,respiración celular, la fotosíntesis, la asimilación de nitrógeno atm (en bact fijadoras)…etc

Poseen una Pared celular que rodea a la membrana plasmática. Les da forma, soporte mecánico y protege frente a la presión osmótica (impide que estalle por absorción de agua, ya que el medio externo es menos concentrado respecto al contenido celular). La pared celular es responsable en gran medida de la virulencia de las bacterias ya que en ella residen los antígenos característicos que producen la respuesta inmunitaria

Con frecuencia presentan una cubierta, de naturaleza glucídica denomina da cápsula o glicocaliz, presente en muchos organismos patógenos, ya que facilita la adherencia, proporciona protección a la desecación y a la infección por fagos...

El citoplasma tiene una composición aproximada a la de eucariotas pero carece de orgánulos. Contiene ribosomas 70 S distintos a los de los eucariotas y similares a los que se encuentran en las mitocondrias y cloroplastos. Pueden tener cromatóforos con actividad fotosintética, inclusiones constituidos por distintas sustancias de reserva.

Ciertas bacterias poseen prolongaciones que pueden ser de varios tipos:

– flagelos que son filamentos largos y finos, que proporcionan movilidad. Están formados por glóbulos de una proteína llamada flagelina.

– Pilis y fimbrias que son estructuras tubulares y huecas cuya pared esta formada por proteínas.Las fimbrias son cortas y numerosas y los pili son más largos y muy escasos e intervienen en el proceso de intercambio de DNA entre dos bacterias.

La Célula Eucariota.

Aquí os presento un vídeo  resumen. 

También os dejo este enlace del que os hable en clase,  la página de Proyecto biosfera.  No lo dejes de ver.

Tambien podeis visitar este otro enlace muy interesante. Os presenta contenidos desde los niveles de organización hasta las diferencias entre los tipos celulares.

Los niveles de organización de la materia viva y las caracteristicas de los seres vivos.

Los seres vivos presentamos una serie de características comunes que nos diferencian de todo aquello que hemos decidido llamar "no vivo".

RECORDANDO LAS CARACTERÍSTICAS DE LOS SERES VIVOS...

A pesar de su variedad en formas, tamaños, organizaciones, etc... Los seres vivos poseen una
serie de características comunes que las podemos resumir en:

1ª. Todos los seres vivos poseen una composición química semejante y particular, en la que abunda el carbono , el nitrógeno ,el oxigeno y el hidrógeno.

2ª. Todos los seres vivos están formados por células. Hay seres vivos compuestos por una sola célula y se llaman unicelulares y organismos formados por numerosas células, llamándose pluricelulares

3ª. Todos los seres vivos realizan las mismas funciones vitales:

- F. Nutrición: que les proporcionan la materia y la energía que necesitan para vivir
- F. Relación : que les ponen en contacto con el medio que les rodea
- F. Reproducción : que les permiten producir descendientes semejantes a si mismos.


Somos el resultado holístico de una química bien organizada.

Cuando observamos cualquier tipo de materia viva podemos distinguir varios grados de complejidad estructural, que son los denominados niveles de organización. Cada uno de ellos proporciona unas propiedades a la materia viva que no se encuentran en los niveles inferiores.

 Una bonita forma de contarlo lo puedes ver en este enlace.

 En la misma página puedes encontrar información sobre la célula, sus orgánulos etc..

ERASE UNA VEZ.... para recordar

Cada año llegados a este punto pienso como hacer para que mis alumnos y alumnas no tengan temor a la hora de enfrentarse a las biomoléculas, células y su estilo de vida..


La dificultad que se nos plantea cuando nos enfrentamos a contenidos que subyacen en el recuerdo o que de los que no guardamos ninguno, puede llegar a ser bastante desolador.. pero no nos podemos dejar vencer por la dificultad, somos capaces ... ni la edad , ni "ser de letras", ni llevar mucho tiempo sin estudiar ..ni nada ... no hay escusas!! Asi que mano a la obra!


Por eso me he atrevido a hacer una selección de pequeños recortes de contenidos.. agradeciendo a los compañeros que publican en internet estos recursos..

Empecemos casi por el principio..



EL GRAN PLANETA CELULAR..

EL NACIMIENTO

PROCESOS BIOQUIMICOS: CONCEPTOS BÁSICOS

Conceptos Básicos 

Fundamentos de la fermentación alcohólica: Levaduras vínicas: Morfología, fisiología, condiciones de desarrollo. Fermentación alcohólica: Glicólisis, fermentación alcohólica, fermentación gliceropirúvica, metabolismos secundarios. Valoración de la fermentación alcohólica como parte esencial del proceso de vinificación Factores que influyen en la fermentación. Utilización de la LSA: Selección de levaduras, conservación, hidratación. Condiciones de desarrollo. Utilización de herramientas biotecnológicas (activadores de fermentación, autolisados, etc.). Problemas fermentativos. Ralentizaciones y paradas fermentativas. Riesgos, causas, soluciones y prevención. Influencia en la calidad.

Fundamentos de la fermentación maloláctica: Valoración de la fermentación maloláctica como parte esencial del proceso de vinificación. Importancia de la FML para la calidad del vino. Las bacterias lácticas. Morfología, fisiología. Condiciones de desarrollo. Nutrición. Bacterias lácticas comerciales. Factores que influyen en FML. Riesgos de la FML. Desviaciones organolépticas. Controles durante la FML.

Herramientas biotecnológicas: Las enzimas enológicas. Tipos de enzimas. Clasificación. Las levaduras inertes. Clasificación de los diferentes productos. Los productos para la nutrición de las levaduras y bacterias vínicas. Activadores de fermentación y otras herramientas biotecnológicas. Las manoproteínas. Usos tecnológicos. Nuevas tendencias en el uso de levaduras y bacterias vínicas. Legislación sobre el uso de productos biotecnológicos.

Enturbiamientos y precipitados de origen físico-químico: Enturbiamiento y precipitados: Quiebra férrica, quiebra cúprica, quiebra proteica, quiebra oxidásica, precipitación de materia colorante, precipitaciones tártricas. Mecanismos de formación de enturbiamientos y precipitados. Factores que influyen. Ensayos para la identificación de precipitados. Fundamentos de los tratamientos, prevención y métodos de estabilización. Relación entre enturbiamientos y precipitados con la calidad e imagen comercial del producto.

Enfermedades y defectos de los vinos: Enfermedades producidas por levaduras y bacterias aerobias: Picado acético, flor. Enfermedades producidas por levaduras y bacterias anaerobias: Picado láctico, amargor, vuelta, ahilado o grasa. Microorganismos responsables. Factores que influyen en su desarrollo. Consecuencias de la enfermedad. Tratamientos curativos y prevención. Defectos organolépticos: Brett, TCA, moho o humedad, sulfhídrico/ mercaptanos, etanal, acetato de etilo. Riesgos sanitarios: Aminas biógenas, ocratoxina A, carbamato de etilo, sulfitos y otros. Relación entre las buenas prácticas higiénicas, agrícolas y enológicas y los defectos del vino.

CONCEPTOS METABÓLICOS

Metabolismo = Catabolismo + Anabolismo

El conjunto de las reacciones químicas que suceden en el interior de las células constituyen el metabolismo.

Se distinguen dos tipos de reacciones metabólicas:

ANABOLISMO. Conjunto de reacciones cuyo objetivo es construir moléculas complejas a partir de otras moléculas más sencillas. El anabolismo utiliza parte de la energía obtenida en el catabolismo.

CATABOLISMO. Conjunto de reacciones químicas cuyo objetivo es degradar las moléculas complejas y transformarlas en moléculas más simples para liberar la energía que contienen. Es semejante en organismos autótrofos y heterótrofos. Un proceso catabólico común a todas las células eucarióticas es la respiración celular que sucede en las mitocondrias. Este proceso utiliza el oxígeno para lograr que las moléculas orgánicas, ricas en energía, se rompan y se conviertan en moléculas inorgánicas, pobres en energía, como el dióxido de carbono y el agua. Así se extrae la energía almacenada en las moléculas orgánicas y puede ser utilizad por la célula.

Consiste en un conjunto de reacciones de oxidación y reducción acopladas.

En estas reacciones intervienen enzimas del grupo de las deshidrogenasas.

Existen dos tipos fundamentales de catabolismo: Fermentación y respiración.

La moneda energética utilizada en el metabolismo es el ATP.

Relacion Catabolismo-Anabolismo

UN RESUMEN DEL PROCESO DE RESPIRACIÓN

ALGUNOS CONCEPTOS RELACIONADOS CON LA REPRODUCCIÓN

CARACTER HEREDITARIO
Cualquier característica de un ser vivo que sea susceptible de ser trasmitida a su descendencia. Cada uno de estos rasgos distintivos son los mismos para todos los individuos de la especie.

GEN
Un gen es un fragmneto de DNA que constituye la unidad de trasmisión hereditaria que determinará, durante el desarrollo de un ser, la aparición o no de un determinado carácter.

ALELO

Es cada una de las formas alternativas que pueden presentar un  gen que informan para un mismo carácter, como el color de ojos por ejemplo.

Cuando en alguna característica hereditaria interviene no solo un gen sino varios, que concurran en la trasmisión de este carácter, hablamos de alelismo múltiple.

En las especies diploides cada cadena de ADN está dos veces, una viene del padre y otra de la madre (CADENAS O CROMOSOMAS HOMÓLOGOS), y cada gen está también dos veces, uno en cada cadena, por lo que realmente cada carácter está determinado por la acción de dos alelos, que pueden ser iguales o diferentes, por ejemplo el caso del color de ojos, el fenotipo "color claro" se debe a la acción de un alelo (a), y el fenotipo "color oscuro" se debe a la acción de otro alelo diferente (A) ; un individuo determinado puede tener los dos alelos iguales (aa o AA) o diferentes en el mismo par (Aa). Cuando los dos alelos de un par son iguales al in (Aa) hablamos de individuos HETEROZIGOTOS o híbridos.

HERENCIA DOMINANTE
Es aquella en la que uno de los alelos tiene más fuerza para manifestarse que el otro; al más fuerte se le denomina ALELO DOMINANTE y al más débil, ALELO RECESIVO, de manera que cuando están juntos el dominante y el recesivo, el dominante se manifiesta mientras que el recesivo queda oculto; en el ejemplo del color de ojos el alelo para ojos oscuros domina sobre el alelo para ojos claros, por lo que en cuanto aparece el alelo de ojos oscuros, se manifiesta y se da el fenotipo de ojos oscuros y para que se de ojos claros el individuo debe ser homocigoto para el alelo recesivo. Para representar este tipo de alelos se nombran con letras de manera que al alelo dominante se le nombra con una letra mayúscula y al recesivo se le nombra con la misma letra, pero minúscula:

• CARÁCTER: Color de ojos
• FENOTIPOS: Color claro (recesivo) y color oscuro (dominante)
• ALELOS: A = color oscuro a = color claro
• GENOTIPOS: AA = ojos oscuros (homocigoto dominante)
• Aa = ojos oscuros (heterozigoto)
• aa = ojos claros (homocigoto recesivo)

GENOTIPO 

 El genotipo es el conjunto de genes que contiene un organismo heredado de sus progenitores. En organismos diploides, la mitad de los genes se heredan del padre y la otra mitad de la madre.

FENOTIPO
El fenotipo Es la manifestación externa del genotipo, es decir, la suma de los caracteres observables en un individuo. El fenotipo es el resultado de la interacción entre el genotipo y el ambiente. El ambiente de un gen lo constituyen los otros genes, el citoplasma celular y el medio externo donde se desarrolla el individuo.

Un fenotipo es cualquier característica o rasgo observable de un organismo, como su morfología, desarrollo, propiedades bioquímicas, fisiología y comportamiento. 

LOCUS
Es una posición fija de un gen en un cromosoma.


MITOSIS

Todos los organismos vivos utilizan la división celular, bien como mecanismo de reproducción, o como mecanismo de crecimiento del individuo. Lo seres unicelulares utilizan la división celular para la reproducción y perpetuación de la especie, una célula se divide en dos células hijas genéticamente idénticas entre sí e idénticas a la original, manteniendo el número cromosómico y la identidad genética de la especie

La división celular se compone de dos partes, la división del núcleo (cariocinesis, o mitosis) y la del citoplasma (citocinesis). La división del núcleo es exacta, se reparte equitativamente el material hereditario, mientras que la citocinesis puede no serlo, es decir el reparto de orgánulos citoplásmicos y el tamaño de las dos células puede no ser equitativo ni igual.

Durante la mitosis el ADN va a estar totalmente empaquetado y supernrollado, inaccesible a polimerasas y transcriptasas, es por ello que toda la actividad funcional del ADN ha de realizarse en la interfase previa a la cariocinesis.