Conceptos base de la biología. Teoría de sistemas El Agua Energía Materia

1. Unidad N°1
Biología 2024
Teoría de Sistemas/Las Bases Químicas de la Vida/El Agua/Transformaciones de
Materia y Energía en los Seres Vivos/Las Células como Sistemas Abiertos

2. Contenidos.
Teoría de Sistemas
1.
Las Bases Químicas de la Vida
2.
El Agua
3.
Transformaciones de materia y energía
en los Seres Vivos
4.
Las Células como Sistemas Abiertos
5.

3. Teoría de Sistemas
Teoría: cuerpo o conjunto de conocimientos sistemáticos. Es cierta
pero no verdadera. Es testeable y verificable. Concensuada por la
sociedad.
Sistema: conjunto de interacciones entre sus componentes, del cual
surge propiedades emergentes.
La diferencia que existe entre una máquina y un sistema son las
propiedades emergentes. En una máquina podríamos separar sus partes
y estudiarlas individualmente, es decir, utilizar el método analítico
clásico, descomponer la máquina en elementos más simples y estudiar
por separado cada componente.
En un sistema tenemos que estudiar la totalidad, las relaciones, los
problemas y la complejidad que las relaciones entre los componentes le
otorgan al sistema.
Clasificar: función que permite discriminar(separar según un criterio).
Sistema Abierto: entra y sale materia y energía.
Sistema Cerrado: entra y sale solo materia.
Sistema Aislado: no entra ni sale materia ni energía.

4. Analítico/Reduccionista: no tiene en cuenta las relaciones
que existen entre los elementos de la situación problemática
y estudia cada uno por separado. Reduce de lo complejo a lo
simple y así accede de lo conocido a lo desconocido. El todo es
la suma de las partes.
Sistemático/Holístico: tiene en cuenta las propiedades
emergentes. Hegel consideraba que el todo era más que la
suma de las partes.
Enfoque Analítico/Enfoque Sistemático

5. Tejido
(Conjunto de células del
mismo origen embrionario)
Organismo
Independiente(no necesita
estar adherido a otro).
Autónoma(autobastece de
materia y energía).
Autoreplicativa.
Identidad
Colonia
Órganos
Los niveles de la
organización de la vida
Sistemas de
órganos
Hay cooperación. En contra de la Teoría de
Darwin.

6. Todo organismo está formado por células.
Todos los procesos vitales ocurren en las
células.
Toda célula proviene de otra célula.
Población: conjunto de individuos que deben
pertenecer a la misma especie. Pulgénico.
Conjunto de genes. Donde opera el proceso de
evolución(unidad de evolución).
Teoría Celular Los niveles de la organización
de la vida
Comunidad: conjunto de interacciones entre
las poblaciones. Capacidad de gestionar a sus
poblaciones.
Ecosistema: conjunto de interrelaciones entre
las comunidades y el entorno. Hay que
preservarlos. Se relacionan.
Biosfera: formada por las interacciones entre
los ecosistemas. Atmósfera, Hidrosfera,
Geosfera.
Hipótesis: Gaia(el planeta está vivo), faltan
demostrar las propiedades emergentes.

7. Las Bases Químicas de la Vida
Compuestos orgánicos: la fábrica de la vida. Son más grandes y complejos.
Compuestos inorgánicos: mas pequeños y simples.
Neutrones inestables: se desintegran en partículas beta.
Radioisótopos: isótopos inestables que se desintegran en isótopos más estables y emiten radiación.
Materia: masa, volumen(ocupa espacio), peso, sentidos.
Material: utilizado por el hombre para su sociedad.
Elemento: sustancias que no se pueden dividir en sustancias más simples por reacciones químicas
ordinarias.
Átomo: parte más pequeña de un elemento que conserva sus propiedades químicas.
Compuestos: átomos de dos o más elementos diferentes combinados en una proporción fija.
Moléculas: dos o más átomos que están unidos muy fuertemente.

8. Origen
Extraterrestre(fuera de la Tierra), muchos
meteoritos.
Composición Química
HO: composición.
2/1: proporciones.
H20: fórmula.
Congelación
Rápido: granizo.
Lento: nieve.
El Agua
Estructura
GE= tetraédrica.
GM= angular.
Estructura
GE= tetraédrica.
GM= angular.
Estados de Agregación
Sólida: estado rígido debido a los
puentes de hidrógeno.
Líquida: puentes de hidrógenos de
rompen y se forman continuamente a
medidad que las moléculas de agua se
mueven.
Gaseosa: no forma puentes de
hidrógeno.
MOLÉCULA POLAR DEBIDO A LA DIFERENCIAS DE
ELECTRONEGATIVIDADES Y A LA GEOMETRÍA
MOLECULAR ANGULAR QUE PERMITE LA
SEPARACIÓN DE CARGAS.
Teoría de Partículas
Toda materia está formada por
partículas.
Entre partículas hay espacio vacío.
En el espacio hay energía.
Si hay energía, hay movimiento.
EL AGUA NO PUEDE EXPLICARSE
POR LA TEORÍA DE PARTÍCULAS

9. 01
Propiedad que le permite
adherirse a otras moléculas de
agua, posible por la polaridad.
Ejemplo: el mecanismo
principal del movimiento
del agua en las plantas.
Cohesión
02
Capacidad de adherirse a
otros muchos tipos de
sustancias, sobre todo aquellos
cargados de átomos o
moléculas en su superficie.
Ejemplo: la humedad.
Adhesión
03
Resistencia de un líquido a romper los enlaces que lo forman, que se
terminan rompiendo por la fuerte.
El agua tiene un alto grado de tensión superficial debido a la coshesión
de sus moléculas, que ejercen una mayor atracción entre sí que con
otras moléculas de agua. Del mismo modo, las moléculas de agua en la
superficie se atraen fuertemente entre sí, formando una capa que es
atraída por las moléculas de agua debajo de ella. Los responsables de
esta propiedad son los puentes de hidrógenos.
Tensión Superficial
Propiedades de la molécula
de Agua

10. 07
Solución(no veo el soluto).
Coloide(veo el soluto,
suspensión, partículas
flotando).
Soluto+Solvente=Solución.
Solubilidad
05
Combinación de las fuerzas
adhesivas y cohesivas. Es la
tendencia del agua a moverse
en tubos delgados, incluso
contra las fuerzas de
gravedad.
Ejemplo: el movimiento
del agua a través de
espacios microscópicos
del suelo a las raíces de
las plantas por la acción
capilar(capilaridad).
Capilaridad
06
D=m/v
La densidad del agua en
estado líquido es mayor
que en estado sólido
debido a que los puentes
de hidrógeno son más
estables y esto les permite
que haya mayor espacio
entre las moléculas y por
lo tanto menor densidad
que en el estado líquido.
Densidad
Propiedades de la molécula
de Agua Puentes de Hidrógeno: enlaces
relativamente débiles que se forman cuando un
átomo de hidrógeno con una carga positiva es
atraído por un átomo de nitrógeno, fluor u
oxígeno, con una carga parcial negativa, unida
a otra molécula o en otra parte de la misma
molécula.
Calor de vaporización: es la cantidad de
energía calorífica requerida para cambiar 1g de
una sustancia en fase líquida a la fase de vapor
que se expresa en unidades llamadas calorías.
Caloría(cal): es la cantidad de energía
calorífica requerida para elevar la temperatura
de 1g de agua a 1 grado celcius.
Calor específico: calor que necesita una
sustancia para aumentar su temperatura. Los
responsables del calor específico del agua son
los puentes de hidrógeno, ya que estos se
deben romper para poder elevar su
temperatura.
Temperatura: medida de la cantidad de
movimiento.
Termorregulación: efecto moderador
de las aguas.

11. Sustancias y el Agua
Hidrofílicas
Interactúan fácilmente con el
agua.
Molécula Polar+Molécula Polar
Molécula No Polar+Molécula No
Polar
Hidrofóbicas
Repelen el agua.
Molécula Polar+Molécula No
Polar
Anfipáticas
Interactua con 2 medios uno
hidrofílico y uno hidrofóbico.

12. Soluciones Neutras
Soluciones Ácidas
Ácido Carbónico
Soluciones Básicas/Alcalinas
pH = 7
H+ = OH-
Misma cantidad de iones hidrógeno y de iones hidroxilo.
ph = -7
Mayor concentración de iones hidrógeno que de iones hidróxilo.
Amortiguador o Buffer.
Mantiene el pH dentro de un rango adecuado.
Se forma por la disolución de CO2 en H20 y su equilibrio con HC03 Y H+.
Cuando el pH aumenta libera H+.
Cuando el pH disminuye capta H+.
pH=-log10(H+)
Es el grado de acidez de una disolución.
ph = +7
Mayor concentración de iones hidroxilo que de iones hidrógeno.

13. Transformaciones de materia y energía
en los seres vivos
Funciones de los seres vivos
Nutre
Reproduce
Responde el ambiente
Proceso Homeóstaticos
Célula(conformación)
Crecimiento
Conformación humana
Carbono
Nitrógeno
Oxígeno
Hidrógeno
Fosforo(poco)
Azufre(poco)
Bioelemento: cualquiera de los elementos químicos presentes en los
seres vivos.

14. Átomo de Carbono
Dado que tiene 4e- de valencia, puede completar su capa de
valencia formando un total de 4 enlaces covalentes.
Tetravalente=4 enlaces diferentes=variabilidad e isomería.
Cada enlace puede unirse a otro átomo de carbono.
El átomo de carbono es el más apropiado para conformar las
cadenas carbonadas de las grandes moléculas debido a que los
enlaces de carbono-carbono son fuertes y no se rompen
fácilmente. Estos enlaces no son tan fuertes como para que su
rompimiento sea imposible en las células.
Los enlaces de carbono-carbono pueden ser simples, dobles o
triples. Cuantos más enlaces más energía.
Lineales, ramificados, anillos.
Bioelementos
Primarios: C,H,O,N.
Secundarios: S, P, Ca, Mg, Cl, Na, K(necesarios para la célula).
Oligoelementos: Fe, Mn, Ni, Co, Zm, F, I, B, Si, Cr, Se, Mo(cantidades muy chiquitas).
Isomería: compuestos con la misma fórmula pero diferente estructura.
Enzimas: sustancias químicas que facilitan la conversión.

15. Ideas Fundamentales
Las uniones químicas como formas de almacenamiento de energía.
Las reacciones metábolicas son reguladas en respuesta a las
necesidades de la célula.
Heterótrofos y Autótrofos
Autótrofos: pueden romper los compuestos inorgánicos para transformarlos en orgánicos.
Heterótrofos: les sacan los compuestos orgánicos a los autótrofos.
Polimerización: muchas veces lo mismo. Macromoléculas
formadas por monómeros.
Colesterol: precursor de las hormonas sexuales, regula la
permeabilidad de la membrana plasmática.
Metabolismo
Metabolismo: todas las reacciones químicas que ocurren en una célula. Están todas relacionadas y reguladas.
Anabolismo: compuestos simples a más complejos, hay consumición de energía.
Catabolismo: sintetiza sustancias complejas en simples, hay liberación de energía.
Grupo Hidroxilo: solubles en agua por la formación de puentes de hidrógeno.

16. Grupo Funcional Nombre Biomoléculas
H Hidroxilo Alcoholes, Azúcares, Ácidos Carboxílicos
OH Hidroxilo Hidratos de carbono, Alcoholes(Etanol)
COOH Carboxilo Proteínas y Lípidos
CH3 Metilo
Alcoholes, Éteres, Alcanos, Ácidos
Carboxilicos, Aminas
NH2 Amino Aminoácidos y Ácidos Nucleicos
H2PO4 Fosfato Ácidos Nucleicos y Lípidos
Grupos Funcionales