GRUPO #3 CIENCIAS

CARACTERISTICAS FISICOQUIMICAS DE LA VIDA

Una de las preocupaciones más antiguas del ser humano, es saber cómo se origino la vida. En su afán por encontrar una explicación, los científicos de diferentes épocas propusieron algunas teorías basadas en explicaciones mágicas, religiosas y mitológicas y más recientes. En investigaciones científicas a lo largo de los años, el hombre siempre se ha interesado por saber el origen de la vida en el planeta, por lo que se ha realizado varias hipótesis. Una de sus teorías es la fisicoquímica.

TEORIA FISICOQUIMICA

 Se le llama así a esta teoría porque se basa en las condiciones físicas y químicas que existieron en la tierra primitiva y que hicieron posible surgimiento de la vida. Según esta teoría en la tierra primitiva existían ciertas condiciones de temperatura (muy elevada), radiación solar, tormentas eléctricas y actividad volcánica que alteraron a las sustancias que se encontraban en ella, como el hidrogeno, el metano y el amoniaco. Esas sustancias reaccionaron entre si y se combinaron de tal forma que originaron a los primeros seres vivos. Entre sus características podemos encontrar.

CARACTERÍSTICAS FÍSICAS

Hay características físicas que le son comunes tanto a los cuerpos orgánicos como a los inorgánicos, como por ejemplo la impenetrabilidad, porosidad, peso entre otras. Pero como característica de los seres vivos se considerara el movimiento, pues era la cualidad sobre la que más se hacía hincapié para diferenciar a los seres orgánicos de los inorgánicos en este aspecto. Esto se dejo de tomar en cuenta cuando se supo que habían semillas vegetales que podían estar periodos de tiempos muy largos sin germinar, en ellas no había rasgos de vida y mucho menos movimiento, si observamos los cuerpos celestes todos saben que en la actualidad  estos se mueven, y sin embargo aun no se ha comprobado la existencia de vida extraterrestre.

CARACTERISTICAS QUIMICAS

A simple vista podemos distinguir entre muchos tipos de sustancias: La madera, el plástico, el oro o la plata y muchas más. Existen por lo tanto características que nos permiten diferenciar los distintos tipos de materia y que reciben el nombre de propiedades características, ya que nos ayudan a caracterizar o identificar las distintas sustancias. Al contrario que propiedades generales existen innumerables propiedades características, por lo que solo podemos considerar unas pocas, aunque nombramos muchas: color, sabor, dureza, densidad, brillo, conductividad térmica, punto de fusión, punto de ebullición, solubilidad, etc.

Las propiedades características como ya hemos establecido, tienen en química particular importancia, pues ellas permiten reconocer una sustancia y diferenciarlas de las demás, a estas propiedades se les llaman a menudo constantes físicas, siendo su utilidad en el trabajo del químico notable, ya que sus valores son altamente confiables, no solo para identificar una sustancia sino también para determinar su grado de pureza.

Para identificar una sustancia no solo bastara con conocer una de sus propiedades características, si no que habremos de identificar varias de ellas las más importantes y las más fáciles de determinar son: La densidad, los puntos de fusión y ebullición, relacionados con la temperatura, y la solubilidad que también tiene que ver de alguna forma con la temperatura.

Las propiedades características se determinan a través de análisis, estos análisis son cuantitativo y cualitativo. En los análisis cuantitativos se encuentran las propiedades características medibles; y en análisis cualitativo se encuentran las propiedades características no medibles.

ü  Las propiedades características medibles son:

Densidad: Masa de un cuerpo por unidad de volumen.

Punto de fusión: Temperatura a la que el estado sólido y el estado liquido de una sustancia se encuentran en equilibrio.

Punto de ebullición: Temperatura a la que la presión de vapor d un líquido se iguala a la presión atmosférica existente sobre dicho líquido.

Solubilidad: Es una medida de la capacidad de una determinada sustancia para disolverse en otra. Puede expresarse en moles por litro, en gramos por litro, o en porcentaje de soluto; en algunas condiciones se puede sobrepasarla llamando a estas soluciones sobresaturadas. El método preferido para hacer que el soluto se disuelva  es calentar la muestra. La sustancia que se disuelve se denomina soluto, y la sustancia donde se disuelve el soluto se llama disolvente.

ü  Las propiedades características no medibles son:

Olor: Es una propiedad intrínseca de la materia y se define como la sensación resultante de la recepción de un estimulo por el sistema sensorial olfativo.

Sabor: Es la impresión que nos causa un alimento, y está determinada principalmente por sustancias alucinógenas combinadas detectada por el gusto.

Textura: Es la propiedad que tienen las superficies externas de los objetos, así como las sensaciones que causan, que son captadas por sentido del olfato.

Brillo: Es el resultante de la reflexión y la refracción de la luz en la superficie de un mineral.

COMPUESTOS ORGANICOS

Compuesto orgánico o molécula orgánica es un compuesto químico mas conocido como micro molécula o estipula que contiene carbono formando enlaces carbono-carbono-carbono-hidrogeno. En muchos casos contiene oxigeno, nitrógeno, azufre, fosforo, boro, alógenos y otros elementos en su estado natural. Estos compuestos se denominan moléculas orgánicas. Algún compuesto orgánico del carbono, carburo, los carbonatos, y los óxidos de carbono, no son moléculas orgánicas. La principal característica de estas sustancias es que arden y pueden ser quemadas (son compuestos combustibles). La mayoría de los compuestos orgánicos se producen de forma artificial mediante síntesis química aunque algunos todavía se extraen de fuentes naturales.

Las moléculas orgánicas pueden ser de dos tipos:

Moléculas orgánicas naturales: Son las sintetizadas por los seres vivos, y se llaman biomoleculas, las cuales son estudiadas por la bioquímica y las derivadas del petróleo como los hidrocarburos.

Moléculas orgánicas artificiales: Son sustancias que no existen en la naturaleza y han sido fabricadas y sintetizadas por el hombre, por ejemplo los plásticos.

La línea que divide las moléculas inorgánicas de las inorgánicas a originado polémicas e históricamente ha sido arbitraria, pero generalmente, los compuestos orgánicos tienen carbono con enlaces de hidrogeno, y los compuestos inorgánicos no. El anhídrido carbónico y el monóxido de carbono son compuestos inorgánicos. Por lo tanto todas las moléculas que obtienen carbono son moléculas orgánicas.

COMPUESTOS INORGANICOS

Se denomina compuesto químico inorgánico a todos aquellos compuestos que están formados por distintos elementos pero en los que no siempre su componente principal es el carbono, siendo el agua el más abundante. En los compuestos inorgánicos se podría decir que participan casi la totalidad de elementos conocidos.

Mientras que un compuesto orgánico se forma de manera natural tanto en animales como en vegetales, uno inorgánico se forma de manera ordinaria por la acción de varios fenómenos físicos y químicos: electrolisis función etc. También podrían considerarse agentes de la creación de estas sustancias a la energía solar, el agua, el oxigeno.

Los enlaces que forman los compuestos inorgánicos suelen ser iónicos o covalentes.

Ejemplos de compuestos inorgánicos:

Cada molécula de cloruro de sodio (NACL) está compuesta por un átomo de sodio y uno de cloro.

Cada molécula de agua (H₂O) está compuesta por dos átomos de hidrogeno y uno de oxigeno. Cada molécula de amoniaco (NH₃) está compuesta por un átomo de nitrógeno y tres de hidrogeno. El anhídrido carbónico se encuentra en la atmosfera en estado gaseoso y los seres vivos aerobios lo liberan hacia ella al realizar la respiración. Su formula química CO₂ indica que cada molécula de este compuesto está formada por un átomo de carbono y dos de oxigeno. El CO₂  es utilizado por algunos seres vivos autótrofos como las plantas en proceso de fotosíntesis para fabricar glucosa. Aunque el CO₂ contiene carbono no se considera como un compuesto orgánico porque no contiene hidrogeno.

BREVE ESTUDIO DE LA ESTRUCTURA E IMPORTANCIA DEL ADN Y ARN

El ADN es un acido nucleído que contiene las instrucciones genéticas usadas en el desarrollo y el funcionamiento de todos los organismos vivos conocidos y algunos virus. El papel principal de las moléculas del ADN, es el de ser portador y transmisor entre generaciones de información genética. El ADN a menudo es comprado a un manual de instrucciones, ya que este contiene las instrucciones para construir otros componentes de las células, como moléculas de ARN y proteína. Los segmentos de ADN que llevan esta información genética se llaman genes, pero otras secuencias de ADN tienen otras funciones estructurales, o están implicadas en la regulación del empleo de esta información genética.

Se ubica en las células de tipo procariota y las de tipo eucariota. El ARN se define también como un material genético de ciertos virus (virus ARN) y, en los organismos celulares, molécula que dirige las etapas intermedias de la síntesis proteica. En los virus ARN, esta molécula dirige dos procesos:

La síntesis de proteínas (producción de las proteínas que forma la capsula del virus), y replicación (proceso mediante el cual el ARN guarda una copia de si mismo). En los organismos celulares es otro tipo de material genético llamado acido desoxirribonucleico (AND), el que lleva la información que determina la estructura de las proteínas.

PROCESOS BIOLOGICOS

Un proceso biológico es un proceso de un ser vivo. Los procesos biológicos están hechos de algún número de reacciones químicas u otros eventos que resultan en una transformación.

La regulación de algunos procesos biológicos ocurre cuando algún proceso es modulado en su frecuencia, velocidad o alcance. Los procesos biológicos están regulados por muchos medios: entre los ejemplos figura el control de la expresión genética, la modificación proteica o la interacción con alguna molécula de proteína o sustrato.

Los procesos biológicos están regulados a menudo por la genética. En algunos casos la mutación puede llevar a interrupciones a un proceso biológico. Los virus tienen un conjunto de procesos biológicos por los que se reproducen.

Entre los procesos biológicos figuran:

Ø  Adherencia celular, la unión de una célula a otra célula o bien a un sustrato subyacente como la matriz extracelular, atreves de moléculas de adherencia celular.

Ø  Comunicación celular o unión entre una célula y otra célula, entre una célula y una matriz extracelular, o entre una célula y cualquier otro aspecto de su entorno.

Ø  Morfogénesis, crecimiento celular y diferenciación celular.

Ø  Proceso fisiológico celular, los procesos pertinentes a la función integrada de una célula.

Ø  Reconocimiento celular, el proceso por el cual una célula en un organismo multicelular interpreta a sus alrededores.

Ø  Proceso fisiológico, aquellos procesos específicamente pertinentes al funcionamiento de las unidades vivas integradas: células, tejidos, órganos y organismos.

Ø  Pigmentación.

Ø  Reproducción.

Ø  Digestión.

Ø  Respuesta a estímulos, un cambio de estado o actividad  de una célula u organismo (en términos de movimiento, secreción, producción de enzimas, expresión genética, etc.) como resultado de un estimulo.

Ø  Interacción entre organismos, los procesos por los cuales un organismo tiene un efecto observable en otro organismo de su misma o diferente especie.

Ø  También: fermentación, fertilización, germinación, tropismo, hibridación, metamorfosis, fotosíntesis, transpiración.

FOTOSINTESIS

Es la conversión de materia inorgánica en materia orgánica gracias a la energía que porta la luz. En este proceso la energía lumínica se transforma en energía química, estable siendo el adenosina trifosfato (ATP) la primera molécula en la que queda almacenada esta energía química. Con posterioridad, el ATP se usa para sintetizar moléculas orgánicas de mayor estabilidad. Además, se debe de tener en cuenta que la vida en nuestro planeta se mantiene fundamentalmente gracias a la fotosíntesis que realizan las algas, en el medio acuático , y las plantas en el medio terrestre, que tienen la capacidad de sintetizar la materia orgánica (imprescindible para la constitución de los seres vivos), partiendo de la luz y la materia inorgánica. De hecho cada año los organismos fotosintetizadores fijan en forma de materia orgánica entorno a 100.000 millones de toneladas de carbono.

Los orgánulos citoplasmáticos encargados de la realización de la fotosíntesis son los cloroplastos, unas estructuras polimorfas y de color verde (esta coloración es debido a la presencia del pigmento clorofila) propias de las células vegetales. En el interior de estos orgánulos se halla una cámara que contiene un medio interno llamado estroma, que alberga diversos componentes, en los que cabe destacar enzimas encargadas de la transformación del dióxido de carbono en materia inorgánica y unos sáculos aplastados denominados tilacoides o lamelas, cuya membrana contiene pigmentos fotosintéticos. En términos medios, una célula foliar tiene entre cincuenta y sesenta cloroplastos en su interior.

Los organismos que tienen la capacidad de llevar a cabo la fotosíntesis son llamados fotoautótrofos (otra nomenclatura posible es la de autótrofos, pero se debe tener en cuenta que bajo esta denominación también se engloban aquellas bacterias que realizan la quimiosintesis), y fijan el CO₂ atmosférico. En la actualidad se diferencian dos tipos de procesos fotosintéticos, que son la fotosíntesis oxigenica y la fotosíntesis anoxigenica. La primera de las modalidades es la propia de las plantas superiores, las algas y las cianobacterias, donde el dador de electrones es el agua y, como consecuencia se desprende oxigeno. Mientras que la segunda, también conocida con el nombre de fotosíntesis bacteriana, la realizan las bacterias purpureas, y verdes del azufre, en las que el dador de electrones es el sulfuro de hidrogeno, y consecuentemente, el elemento químico liberado no será, oxigeno, si no azufre, que puede ser acumulado, en el interior de la bacteria, o en su defecto, expulsando el agua.

RESPIRACION

La respiración es un proceso vital el cual consiste en la entrada de oxigeno al cuerpo de un ser vivo y la salida de dióxido de carbono  de mismo, así como el proceso metabólico de respiración celular indispensable para la vida de los organismos aeróbicos

Según los distintos habitantes, los distintos seres vivos aeróbicos an desarrollado diferentes sistemas de hematosis: cutáneo, traquetal, branquial, pulmonar. Consiste en un intercambio osmótico ( o por difusión ), con su medio ambiente medio ambiente en el que se capta oxigeno, necesario para la respiración celular, y se desecha dióxido de carbono y vapor de agua, como producto del proceso de combustión metabolismo energético.

Plantas y animales, lo mismo que otros organismos de metabolismo equivalente se relacionan a nivel microecologico por la dinámica que existe entre respiración y fotosíntesis. En la respiración se emplea el oxigeno del aire que a su vez es un producto de la fotosíntesis oxigenica y se desecha dióxido de carbono; y se produce el oxigeno, necesario luego para la respiración aeróbica.

La reacción química global de la respiración es la siguiente:

C6 H12 O6 + 602-6CO2+ 6H2O+ energía (ATP).

La respiración no es solamente una actividad de los pulmones. Todo el organismo respira a través del pulmón, quien captura el oxigeno y quien expulsa el dióxido de carbono es todo el organismo. Sus miles de millones de células consumen oxigeno incansablemente para liberar de los glúcidos (azucares), la energía necesaria e indispensable para realizar sus actividades.

La respiración humana consta básicamente de los siguientes procesos:

o   Inhalación y exhalación: la entrada y salida de aire a nuestros pulmones.

o   Hematosis: intercambio gaseoso en los alveolos pulmonares.

o   Transportes de oxigeno a las células del cuerpo.

o   Respiración celular.

En el proceso de inhalación llevamos oxigeno a la sangre y expulsamos el aire con el dióxido de carbono de desecho. En la inhalación también llevamos consigo una gran cantidad de elementos contaminantes y polvo, pero la nariz cuenta con una serie de cilios (pelos) que sirven de filtro para retener aquellos de mayor tamaño. De ahí se recomienda realizar el proceso de respiración por la nariz. La boca no cuenta  con estos filtros y desde luego no está preparada para retener ese tipo de partículas nocivas para nuestra salud.

REPRODUCCION  CELULAS

La célula cuando se reproduce da lugar a nuevas células. Tal y como ya sabemos existen organismos unicelulares y pluricelulares, estos últimos forman parte de los diferentes tejidos que tienen la función de sustituir una célula muerta o ayudarla a crecer, para la reproducción celular se necesitan dos proceso:

Ø  División del núcleo

Ø  División de citoplasmas (citocinesis)

Dependiendo de los distintos tipos de células podemos diferenciar dos clases:

ü  Mitosis: Es la que se producen en todos los organismos menos los sexuales, también llamadas células somáticas.

ü  Melosis: Se reproducen en las células sexuales o también llamados gametos.

LA MITOSIS

La mitosis es un proceso de división celular en la que las dos células resultantes obtienen exactamente la información genética de la célula progenitora. Se realizan en las células somáticas cuando los organismos necesitan crecer o reparar tejidos dañados. Para poder realizar la división celular es necesario realizar cuatro fases.

Para realizar estas cuatro fases es necesario una preparación conocida como interface donde la célula posee un centriolo (orgánulo), donde el ADN se duplica para las fases posteriores. Es ahora cuando comienza la mitosis.

PROFASE: Fase en la que se condensan los cromosomas (ya que la cromatina estaba suelta por el núcleo) y empiezan a unirse. Posteriormente se duplica el centriolo y la membrana central se desintegra, dirigiéndose cada centriolo a los polos opuestos.

METFASE: Se crea el uso mitológico constituido de fibras proteicas que une a los dos centriolos. Los cromosomas formados constituyen el plano ecuatorial situado en medio de la célula en línea recta colgado del uso mitológico.

ANAFASE: Las cromatinas de cada cromosoma se separan y se mueven hacia los polos opuestos.

TELOFASE: Los cromosomas están en los polos opuestos y son cada vez más difusos, la membrana nuclear se vuelve a forma. El citoplasma se divide.

CITOSINESIS: Por ultimo la célula madre se divide en dos células hijas. Así termina la mitosis.

La naturaleza tiene la respuesta. Y aquí se tiene, para ello tiene dos divisiones celulares consecutivas, sin producirse ninguna duplicación de los cromosomas.

El comienzo de la meiosis, se inicia con la profase, donde los cromosomas homólogos, se juntan e intercambian fragmentos ADN, este proceso se denomina sobre cruzamiento, y hacen que todos los descendientes de la misma pareja no salgan idénticos, que si no podría decirse que tendrían clones.

Durante la meiosis los cromosomas se separan, y cada uno va a una célula hija diferente, por lo que cada uno posee información similar pero no igual.

En la meiosis las cromatidas de cada cromosoma se separan y son repartidas entre las células hijas, concluyendo así este proceso con cuatro células haploide distintas entre sí.