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Niveles de OrganizaciónConceptos, átomos y enlaces
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¿Cómo se organiza la materia viva?
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NIVELES DE ORGANIZACIÓN
� ÁTOMO� MOLÉCULA (ELEMENTO-� MOLÉCULA (ELEMENTO-
COMPUESTO)� MACROMOLÉCULA� CÉLULA� TEJIDO� ÓRGANO� SISTEMA� ORGANISMO MULTICELULAR � POBLACIÓN� POBLACIÓN� COMUNIDAD (BIÓTICA O
BIOCENOSIS)� ECOSISTEMA� BIÓSFERA
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Niveles deOrganización
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Niveles de organizaciónbiológica (parte I)
CelularCelular
OH H
CH2OH
DNADNAGlucosaGlucosaAguaAgua
NúcleoNúcleoCloroplastoCloroplastoMitocondriaMitocondria
Célula nerviosaCélula nerviosa
MolecularMolecular
OrganeloOrganelo
CelularCelular
NivelNivelmolecularmolecular
NivelNivelcelularcelular
SubatómicoSubatómicoElectrónElectrónNeutrónNeutrónProtónProtón
NitrógenoNitrógenoCarbonoCarbonoHidrógenoHidrógeno OxígenoOxígeno
AtómicoAtómicoNivelNivel
atómicoatómico
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Niveles de organizaciónbiológica (parte II)
Cerebro
SistemaNervioso
Antílope
ÓrganoÓrgano
SistemaSistema dede
órganosórganos
OrganismoOrganismo
NivelNivelorgánicoorgánico
TejidoTejido TejidoNervioso
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Niveles de organizaciónbiológica (parte III)
Superficie
Halcón
Agua
Superficieterrestre
Comunidad
Ecosistema
Biosfera
Halcón Pasto AntílopesSerpienteArbustos Suelo
Aire
NivelNivel de de ecosistemaecosistema
Población
Rebaño de antílopes
ComunidadAntílopesSerpienteNivelNivel de de
poblaciónpoblación
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Conceptos (*):
ÁtomoIón (catión, anión)
IsótopoElementomoléculamolécula
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Composición de los seres vivosseres vivos
Bioelementos Biomoléculas
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Distribución de los elementos químicos en diferentes componentes
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• Solamente unos 25 elementos químicos de los más de 90 presentes en lanaturaleza son esenciales para los seres vivos.
• La mayoría tienen un número atómico bajo, por debajo de 34.
• Los más abundantes son: elementos primarios H, O, C, N (estos 4 elementosconstituyen más del 99% de la masa celular), y elementos secundarios P, S, Na,K, Cl, Mg, Ca.K, Cl, Mg, Ca.
• Oligoelementos: Fe, Cu, Mn, Zn, Mo, Se, etc. Imprescindibles para laactividad de ciertas proteínas.
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BIOELEMENTOS y BIOMOLECULASBIOELEMENTOS y BIOMOLECULAS
Oligoelementos(Ca, Na, K, I, Fe, etc)
Primarios(C, H, O, N, P, S)
Biomoléculas
forman
Bioelementos
LípidosGlúcidos Ac. NucleicosProteínas
como
Orgánicas
Simples
N2, O2
como
Propiedadesfísico- químicas
Funcionesbiológicas
presenta se encuentran
Disueltas(Na+, Cl-)
Precipitadas(CaCO3)
Inorgánicas
S.mineralesAgua
como
pueden ser
físico- químicas biológicas
• Disolvente• Bioquímica• Transporte
• Elevada fuerza decohesión• Alto calor específico• Alto calor devaporización• Alta constanteeléctrica• Mayor densidad enestado líquido
como como
(Na , Cl )(CaCO3)
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Las propiedades características de lasLas propiedades características de lassustancias componentes de la materiaestán relacionadas con la forma en queestán unidas sus partículas y las fuerzasentre ellas, es decir, con el tipo deENLACE que existe entre sus partículas.ENLACE que existe entre sus partículas.
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A través de reacciones químicas, los átomos se unen entre símediante enlaces químicos para formar diversas moléculas.
Enlaces Químicos
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1.- Enlaces covalentes
Tipos de Enlaces Químicos
Conceptos (*):
� covalente normal� según polaridad� covalente dativo o coordinado
2.- Enlaces no covalentes
Fuerza de enlacesa nivel energético
� puentes de hidrógeno� enlaces iónicos� interacciones van der Waals� enlaces hidrofóbicos
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Los compuestos covalentes se originanLos compuestos covalentes se originanpor la compartición de electronesentre átomos nometálicos.
Electrones muy localizados.Electrones muy localizados.
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Diferentes tipos de enlace covalente
� Enlace covalente normal:� Enlace covalente normal:
� Simple
� Múltiple: doble o triple
� Polaridad del enlace:
� Apolar
� PolarPolar
� Enlace covalente dativo coordinado
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Enlace covalente normal� Si se comparten un par de e-: enlace covalente simple
� Si se comparten dos pares de e- : enlace covalente doble
� Si se comparten tres pares de e-: enlace covalente triple
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Polaridad del enlace covalente
� Enlace covalente apolar: entre átomos de idénticaelectronegatividad (H , Cl , N …). Los electroneselectronegatividad (H2, Cl2, N2…). Los electronescompartidos pertenecen por igual a los dosátomos.
� Enlace covalente polar: entre átomos de distintaelectronegatividad (HCl, CO…). Los electronescompartidos están más desplazados hacia el átomocompartidos están más desplazados hacia el átomomás electronegativo. Aparecen zonas de mayordensidad de carga positiva (δ+) y zonas de mayordensidad de carga negativa (δ-)
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Enlace covalente dativo o coordinado
� Cuando el par de electrones compartidos pertenece� Cuando el par de electrones compartidos pertenecesólo a uno de los átomos.
El átomo que aporta el par de electrones se llamadonador (siempre el menos electronegativo) y el quelos recibe receptor o aceptor (siempre el máselectronegativo).electronegativo).
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Determinan la forma de muchasDeterminan la forma de muchasmoléculas biológicas y estabilizancomplejos compuestos por 2 o másdiferentes moléculas.
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Puentes de hidrógeno :Cuando el átomo de
hidrógeno está unido a átomos muy electronegativos (F,
O, N), queda prácticamente convertido en un protón. Al
ser muy pequeño, ese átomo de hidrógeno “desnudo” ser muy pequeño, ese átomo de hidrógeno “desnudo”
atrae fuertemente (corta distancia) a la zona de carga
negativa de otras moléculas
HF
H2O
NH3
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Enlace de hidrógeno en la molécula de agua
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Enlace de hidrógeno
Este tipo de enlace es el responsable de Este tipo de enlace es el responsable de Este tipo de enlace es el responsable de Este tipo de enlace es el responsable de la existencia del agua en estado líquido y la existencia del agua en estado líquido y
sólido.sólido.
Estructura del hielo y del agua líquidaEstructura del hielo y del agua líquida
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Enlaces iónicos : resulta de la atracción
electrostática entre cargas positivas y negativas de los
iones. En soluciones acuosas, todos los cationes y
aniones se rodean por una capa de solvatación deaniones se rodean por una capa de solvatación de
moléculas de agua.
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Interacciones van der Waals: son interacciones
débiles y no específicas creadas cuando dos átomos se acercan
generando la formación de dos dipolos transientes.
Los dipolos inducidos se deben a las fluctuaciones de loselectrones de una zona a otra de la molécula, siendo más fácilesde formar cuanto más grande sea la molécula.
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Interacciones hidrofóbicas: se produce por la
agrupación de moléculas no polares tales como los lípidos
en un medio acuoso.en un medio acuoso.
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Leer Libros de Biología:
� Campbell & Reece
� Curtis
Leer Libros de Química:
� Chang