BASES DE LA VIDA OK - Viviana Lavid

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UNIVERSIDAD DE GUAYAQUIL 
“BASES QUÍMICAS DE LA VIDA ”
 
TEMAS A DESARROLLAR 
Concepto y signos de la vida 
Niveles de organización biológica 
Características de los seres vivos 
Átomos, electrones y energía 
Reacción química 
Elementos biológicamente importantes 
Agua “ estructura”
Puentes de hidrógeno y consecuencias 
Solvente universal 
Calor especifico 
Ionización del agua 
Ácidos y bases 
pH y escala amortiguadora (Buffer)
Ciclo del agua 
CONCEPTO Y SIGNOS DE LA VIDA 
VIDA “serie de reacciones físico, químico, metabólicas, que se llevan a efecto en un ser altamente organizado”
Tiempo de duración de un ser vivo
Propiedad o cualidad esencial de los seres vivos
Existencia de un ser
Fuerza que permite realizar funciones 
NIVELES DE ORGANIZACIÓN BIOLÓGICA
CARACTERÍSTICAS DE LOS SERES VIVOS
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Motilidad
SIGNOS DE LA VIDA
 ＊ TEORIA CELULAR: 
 CELULA, CUERPOS MAS PEQUEÑO CON VIDA, CAPAZ DE LLEVAR A CABO TODAS LAS ACTIVIDADES NECESARIAS PARA LA VIDA.
 ＊ CARACTERÍSTICAS QUE CUMPLEN LOS SERES VIVOS: 
ESTÁN ALTAMENTE ORGANIZADOS (FORMADOS POR CÉLULAS)
REPRODUCCIÓN: PRODUCIÓN DE ORGANISMOS DE SU ESPECIE (TRANSMITE ADN).
CRECIMIENTO Y DESARROLLO: AUMENTO DE MASA Y TAMAÑO; FUNCIÓN NORMAL DE LOS SISTEMAS ORGÁNICOS, ACORDE A LA EDAD.
HOMEOSTASIS: MANTENCIÓN DE LAS CONDICIONES (EQUILIBRIO) INTERNAS.
RELACIÓN: INTERCAMBIO DE MATERIA Y ENERGÍA CON SU AMBIENTE. Y UTILIZACIÓN EFICIENTE DE ENERGÍA. 
METABOLISMO: CONJUNTO DE CAMBIOS QUÍMICOS Y BIOLÓGICOS. ANABOLISMO Y CATABOLISMO
IRRITABILIDAD: CAPACIDAD PARA REACCIONAR ANTE UN ESTÍMULO
ADAPTACIÓN: CAPACIDAD PARA SOBREVIVIR EN MEDIO ADVERSO.
MOTILIDAD: CAPACIDAD PARA TRASLADARSE POR SUS PROPIOS MEDIOS CON UN FIN ESPECÍFICO.
REPRODUCCIÓN : Capacidad para transmitir su información genética a las generaciones siguientes.
CRECIMIENTO Y DESARROLLO
Crecimiento: aumento de la masa y del tamaño.
Desarrollo: correcto funcionamiento de los sistemas de acuerdo al tiempo de la vida.
HOMEOSTASIS 
Capacidad para mantener el equilibrio del medio interno y externo.
 Relación y Adaptación 
Capacidad para sobrevivir en medios adversos
 
Irritabilidad 
Capacidad para reccionar ante un estímulo 
Metabolismo 
Conjunto de cambios químicos y biológicos 
ÁTOMO
Partícula más pequeña que conserva las propiedades de la materia, y representa las características de un elemento.
Interviene en las reacciones químicas
Formado por partículas subatómicas 
Integrado: Núcleo central
 Nube o Envoltura electrónica 
ÁTOMO:
tiene dos partículas subatómicas con igual peso: 
los protones que tienen carga positiva
los neutrones que no tienen carga
Otras partículas subatómicas llamadas electrones giran alrededor del núcleo atómico.
↓
↓
El número de protones que hay en el núcleo llamado número atómico, es característico de cada elemento.
Propiedades de los átomos 
Durante las reacciones químicas los átomos se conservan como tales, no se crean ni se destruyen, pero se organizan de manera diferente creando enlaces diferentes entre un átomo y otro
Número atómico, se representa con la letra Z, indica la cantidad de protones que presenta un átomo, que es igual a la de electrones
Número másico (masa atómica), se representa con la letra A, y hace referencia a la suma de protones y neutrones que contiene el elemento
Partícula subatómica con una carga eléctrica elemental negativa
No tiene componentes o subestructura conocidos
ENERGÍA 
ELECTRÓN 
Enlaces y Moléculas 
MOLÉCULAS 
Se forman por la unión de dos o más átomos. 
Es una partícula pequeña con propiedades físicas y químicas.
Se unen con el fin de encontrar la estabilidad.
Se representan por símbolos y enlaces químicos. 
MOLÉCULAS 
Elementos 
Compuestos 
Átomos de un mismo tipo 
Átomos de diferentes tipos 
Diatómicas
Triatómicos 
Iónicos 
Covalentes
Elementos 
Compuestos 
REACCIÓN QUÍMICA 
Al proceso de reorganizar átomos rompiendo enlaces químicos y formando nuevos se le conoce como reacción química.
Las sustancias que intervienen en una reacción química se denominan reactivos , y las sustancias producidas al final de la reacción se conocen como productos. 
Un clavo se oxida con el aire 
Reactantes ——› dan origen a Productos
 2H​2​​ + O​2​​ → 2H2​​O
Tomaremos como ejemplo el agua, las sustancias reactantes son el hidrógeno (cuya fórmula es H 2 ) y el oxigeno (cuya fórmula es O 2 ), al combinarlas se produce una reacción química y obtenemos como producto el agua:
Dos moléculas de hidrógeno (2H 2 ) reaccionan con una molécula de oxigeno (O 2 ) para formar dos moléculas de agua (2H 2 O).
Se conoce que alrededor de 25 de los 92 elementos naturales son esenciales para la vida. Solo cuatro de estos carbono (C), hidrógeno (H), oxígeno (O) y nitrógeno (N), constituyen el 96% de la materia viva [PRIMARIOS].
El fósforo (P), azufre (S), calcio (Ca), potasio (K) y otros elementos constituyen el 4% restante del peso de un organismo. [SECUNDARIOS]. 
Los oligoelementos son elementos requeridos por un organismo en cantidades muy bajas, alrededor del 0,5%. Algunos oligoelementos como el Hierro (Fe), son necesarios para todas las formas de vida; otros son requeridos solo por ciertas especies. 
BIOELEMENTOS 
Los átomos de un mismo elemento pueden tener distintos número de neutrones
Isótopos naturales: 
Isotopos artificiales: 
Isótopos radioactivos: 
Estos son los que podemos encontrar de forma libre dentro de la naturaleza
Son los que han sido creados en laboratorios nucleares por medio del bombardeo de partículas subatómicas. 
Se desintegran espontáneamente para formar diferentes tipos de átomos y liberan energía en el proceso
el hidrógeno que tiene tres isótopos naturales, el protio , el deuterio , y el tritio. 
→
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↓
↓
↓
Los electrones viajan en regiones específicas llamadas capas de electrones que corresponden a diferentes niveles de energía.
los electrones se repelen mutuamente debido a su carga eléctrica negativa, y son atraídos hacia los protones del núcleo, que tienen carga positiva. 
Solo cantidades limitadas de electrones pueden ocupar el espacio más cercano del núcleo.
Un átomo grande puede dar cabida a muchos electrones, porque estos se encuentran en orbitas cada vez más alejadas del núcleo. 
Los electrones se mueven dentro de espacios tridimensionales limitados llamados capas de electrones
La capa de electrones más cercana al núcleo atómico es la más pequeña y solo puede contener dos electrones. 
Los electrones en dicha capa están en menor nivel de energía. 
Esta primera capa es la única en los átomos de hidrogeno y de helio
La segunda capa corresponde a un nivel de energía superior, puede contener hasta ocho electrones. 
Aunque los átomos grandes pueden tener capas de energía complejas, todos los átomos que son importantes (excepto el hidrogeno) necesitan ocho electrones para completar sus capas más externas; esto se conoce como regla del octeto.
La vida depende de la capacidad de los electrones para captar y liberar energía.
Puesto que las capas de los electrones corresponden a niveles de energía
cuando un átomo se excita usando energía provoca que los electrones salten de una capa de electrones de menor a otra de mayor energía
Poco después, el electrón regresa espontáneamente a su capa de electrones original, liberando energía
¿Cómo interactúan los átomos para formar moléculas?
Los átomos interactúan con otros átomos cuando hay vacíos en sus capas de electrones más externas.
Una molécula consta de dos o más átomos del mismo elemento, o de elementos distintos, los cuales se mantienen unidos gracias a las interacciones en sus capas de electrones más externas.
Las reacciones químicasla creación y ruptura de enlaces químicos para formar nuevas sustancias son indispensables para el mantenimiento de la vida y para el funcionamiento de la célula.
Hay tres tipos fundamentales de enlaces químicos: enlaces iónicos, enlaces covalentes y polares.
catión
anión
Iones positivos
Iones negativos
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Es el enlace que se forma cuando 2 átomos se pasan electrones uno a otro, así cada átomo adquiere carga, pues uno queda con electrones de mas y el otro con electrones de menos.
↓
↓
↓
Enlace covalente
Se comparten pares de electrones entre sí
Enlaces covalentes polares
Enlaces covalentes apolares
Cuando los enlaces covalentes se forman entre átomos distintos, los electrones no reparten equitativamente el tiempo que pasan entre los dos átomos si no que son más atraídos por uno de ellos, por el mas electronegativo 
Cuando los dos átomos son iguales o poseen la misma electronegatividad se produce este enlace
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↓
↓
↓
Reacciones químicas
Es la acción mutua entre dos o más sustancias que interviniendo en proporciones definidas originan otras con propiedades diferentes es decir un producto diferente
TRANSFORMACIÓN
Exotérmica
Endotérmica
Reversible
Irreversible
Son aquellas donde ocurre desprendimiento de energía en forma de calor
Son aquellas reacciones donde se necesita de calor para que se lleve a cabo, es decir ocurre una absorción de energía durante todo el proceso.
son aquellas en las que los reactivos no se transforman totalmente en productos, ya que estos vuelven a formar los reactivos
irreversible es una reacción química que ocurre prácticamente en un solo sentido. 
Según el cambio que ocurre en ellas
.- Síntesis, adición o combinación: dos o más elementos se unen para formar un solo elemento
Forma general
A + B → AB
Descomposición: Es una reacción que implica romper una sustancia en compuestos más simples
Forma general 
AB → A + B
EL AGUA 
El agua es un compuesto excepcional
El contenido del agua está relacionado con la edad y con la actividad metabólica. En la célula el agua se encuentra en dos fracciones una libre y otra ligada. 
El agua libre representa el 95% del agua total y es la parte usada principalmente como solvente para los solutos y como medio dispersante del sistema coloidal. 
El agua ligada representa solo el 5% y es la que está unida laxamente a otras moléculas por uniones no covalentes. Como resultado de la distribución asimétrica de sus cargas. Una molécula de agua se comporta como un dipolo.
ESTRUCTURA DEL AGUA 
El agua es una molécula (H2O) que contiene dos átomos de hidrógeno cada una compartiendo un par de electrones de un átomo de oxígeno. Cuando los átomos comparten electrones de este modo, un lazo covalente es creado. Estos enlaces son esenciales para los organismos vivos.
PUENTES DE HIDRÓGENO 
Es un enlace formado por la atracción electrostática entre las cargas positivas (H) y negativas (O2) de dos o más moléculas. 
Si los puentes del hidrógeno son más fuertes, el agua sería una sustancia rígida (sólida), en lugar de una sustancia líquida.
CONSECUENCIAS DE LOS PUENTES DE HIDRÓGENO
Cohesión: es la gran fuerza de cohesión, o atracción mutua de las moléculas de una sustancia.
Adhesión: es la unión de moléculas de sustancias distintas
Alta tensión superficial: es la que permite que algunos organismos anden o floten sobre el agua
CONSECUENCIAS DE PUENTES DE HIDRÓGENOS 
La cohesión trae como consecuencia la alta tensión superficial que permite, por ejemplo, que una hoja de afeitar colocada delicadamente sobre la superficie del agua flote.
CONSECUENCIAS DE LOS PUENTES DE HIDRÓGENO
Enorme cantidad de “puentes de hidrógeno”: es responsable de su resistencia a los cambios de temperatura en el agua
Calor específico: le proporciona al agua una alta capacidad calorífica
Capilaridad: resulta del efecto combinado de cohesión y adhesión del movimiento de agua o de cualquier liquido a lo largo de una superficie
Imbibición: es la penetración capilar de moléculas de agua de sustancias como la gelatina, que como resultado se hincha.
La enorme cantidad de puentes de hidrógeno que presenta el agua también es responsable de su resistencia a los cambios de temperatura. El agua tiene un alto calor específico -o capacidad calorífica- un alto calor de vaporización y un alto calor de fusión. 
La acción capilar -o capilaridad- y la imbibición son también fenómenos relacionados con las uniones entre moléculas de agua. Si se mantienen dos láminas de vidrio juntas y se sumerge un extremo en agua, la cohesión y la adhesión combinadas harán que el agua ascienda entre las dos láminas por capilaridad. De igual modo, la capilaridad hace que el agua suba por tubos de vidrio muy finos, que ascienda en un papel secante, o que atraviese lentamente los pequeños espacios entre las partículas del suelo y, de esta manera, esté disponible para las raíces de las plantas. 
La imbibición, por otra parte, es la absorción o penetración capilar de moléculas de agua en sustancias tales como la madera o la gelatina que, como resultado de ello, se hinchan. Las presiones desarrolladas por imbibición pueden ser sorprendentemente grandes. (germinación de semillas) 
SOLVENTE UNIVERSAL 
El agua es un solvente especialmente bueno con fines biológicos debido a su capacidad para disolver una gran variedad de solutos. La polaridad del agua es lo que la hace tan útil como solvente. La mayoría de las moléculas de las células son también polares y por tanto interaccionan electrostáticamente con las moléculas de agua, al igual que lo hacen los iones cargados. 
El elevado momento dipolar del agua y su facilidad para formar puentes de hidrógeno hacen que el agua sea un excelente disolvente.
IONIZACIÓN
PROCEDIMIENTO A TRAVÉS DEL CUAL SE GENERA IONES (UN ÁTOMO O UNA MOLÉCULA QUE DISPONE DE CARGA ELÉCTRICA A UNA CIERTA CANTIDAD DE ELECTRONES).
ENERGÍA QUE HAY QUE SUMINISTRAR A UN ÁTOMO NEUTRO, GASEOSO Y EN ESTADO FUNDAMENTAL, PARA ARRANCARLE EL ELECTRÓN MÁS DÉBIL RETENIDO.
POTENCIAL DE IONOZACIÓN
EL SEGUNDO POTENCIAL DE IONIZACIÓN REPRESENTA LA ENERGÍA PRECISA PARA EXTRAER EL SEGUNDO ELECTRÓN: ÉSTE ES SIEMPRE MAYOR QUE EL PRIMERO
Ácidos y bases 
Si la sangre se vuelve demasiado ácida, el bicarbonato acepta H+ para formar ácido carbónico:
Si la sangre se vuelve demasiado básica, el ácido carbónico libera iones hidrógeno para formar agua:
¿Cómo el pH se mantiene generalmente constante? 
Por los muchos amortiguadores que se encuentran en los organismos vivos.
Un amortiguador (buffer) es una sustancia o combinación de sustancia que resiste los cambios del pH cuando se agrega un ácido a una base. 
Si aumenta la concentración de H+, los amortiguadores se combinan con ellos
Si disminuye la concentración de H+, los amortiguadores liberan H+