La Biosfera y la Química de la Vida

La Biosfera y la Vida

• La biosfera engloba todos los seres vivos de la Tierra.
• La composición química de los seres vivos se basa principalmente en sustancias orgánicas, mientras que la materia no viva se compone principalmente de sustancias inorgánicas.
• Las tres funciones vitales principales de los seres vivos son la nutrición, la sensibilidad y la reproducción.
• Todos los seres vivos están formados por células que pueden ser unicelulares (compuestas por una sola célula) o multicelulares (compuestas por muchas células).
• La célula es la unidad básica de la vida.

La Química de la Vida

• Los êtres vivos están compuestos por unos 20 elementos químicos, la mayoría presentes en pequeñas cantidades.
• Estos elementos también están presentes en la materia no viva, pero en diferentes proporciones y organización.
• Los elementos más abundantes en los seres vivos son el carbono, el hidrógeno, el nitrógeno y el oxígeno.
• Cualquier elemento químico que forma parte de la materia orgánica se denomina bioelemento.

Sustancias Inorgánicas

• Las sustancias inorgánicas contienen muy poco o nada de carbono.
• Se encuentran en seres vivos y materia no viva.
• Las principales sustancias inorgánicas en los seres vivos son:
  • Agua: La sustancia más abundante en los seres vivos. Es necesaria para las reacciones químicas y el transporte de otras sustancias. Se encuentra en los fluidos corporales y ayuda en la circulación y la digestión.
  • Sales minerales: Pueden estar disueltas en fluidos corporales (como lágrimas, sudor y sangre) o formar estructuras sólidas (como conchas, huesos y dientes).

Sustancias Orgánicas

• Las sustancias orgánicas son exclusivas de los seres vivos, principalmente debido a su importante contenido de carbono.
• Las principales sustancias orgánicas son las biomoléculas.

Biomoléculas

• Ejemplos y funciones de cada biomolécula:
  • Carbohidratos: Glucosa, celulosa. Proporcionan energía.
  • Lípidos: Ácidos grasos, colesterol. Reserva de energía.
  • Proteínas: Queratina, hemoglobina. Construyen estructuras, ayudan al sistema inmunológico, movimiento corporal.
  • Ácidos nucleicos: ADN, ARN. Transfieren información genética.

Nutrición

• Todos los seres vivos necesitan realizar al menos tres funciones vitales esenciales: nutrición, sensibilidad al ambiente y reproducción.
• La nutrición es el conjunto de procesos que permiten a los organismos vivos obtener materia y energía para realizar sus funciones vitales.
• Los seres vivos se clasifican en dos grupos según su nutrición:
  • Autótrofos: Estos organismos combinan compuestos inorgánicos (como agua, sales minerales y dióxido de carbono) con energía del sol (fotosíntesis) o reacciones químicas (quimiosíntesis) para producir sus propios compuestos orgánicos. Las plantas, las algas y algunas bacterias son ejemplos de autótrofos.
  • Heterótrofos: Estos organismos utilizan compuestos orgánicos producidos por los autótrofos para obtener la energía que necesitan. Consumen otros seres vivos o sus restos para su sustento. Los animales, los hongos y muchos microorganismos son heterótrofos.

Interacción

• La interacción permite que los seres vivos se relacionen con otros seres vivos y con su entorno.
• Algunos seres vivos tienen relaciones de cooperación o competencia.
• La interacción permite a los seres vivos reaccionar y responder a los cambios en su entorno y mantener condiciones internas estables, incluso cuando las condiciones externas cambian.

Reproducción

• La reproducción es el proceso por el cual los seres vivos producen nuevos individuos u descendientes.
• Los descendientes varían según el tipo de reproducción: asexual o sexual.

Reproducción Asexual

• Un solo progenitor produce un nuevo ser vivo idéntico a él. Por ejemplo, en organismos unicelulares como las bacterias, la célula se divide en dos células idénticas.

Reproducción Sexual

• Dos progenitores, uno masculino y uno femenino, contribuyen cada uno con una célula sexual llamada gameto. Cuando los dos gametos se unen, el resultado es un descendiente que tiene características de ambos progenitores. Es similar a los progenitores, pero no idéntico.

Células: características básicas y tipos

• Los científicos siempre han intentado comprender de qué están hechos los seres vivos. El microscopio les ayudó a hacerlo.
• Robert Hooke fue la primera persona en utilizar el término "célula". En 1665, con la ayuda de un microscopio, Robert Hooke observó pequeñas cajas en una rodaja de corcho. Las llamó células. Ahora los científicos saben que lo que vio fueron las paredes de células muertas.
• Las células son las unidades estructurales más pequeñas de la vida que pueden funcionar de forma independiente. Pueden realizar las tres funciones vitales esenciales: nutrición, sensibilidad, interacción y reproducción.

Partes de una Célula

• Aunque existen varios tipos de células, todas tienen en común estas estructuras básicas:
  • Membrana celular: Una capa delgada que cubre toda la célula. Está compuesta principalmente por lípidos (grasas); su función principal es regular el paso de sustancias dentro y fuera de la célula.
  • Citoplasma: Una sustancia gelatinosa dentro de la célula.
  • Orgánulos: Pequeñas estructuras en el citoplasma que tienen funciones especializadas.
  • Material genético: Consiste principalmente en ADN. Da instrucciones a la célula que controlan sus actividades.

Tipos de Células

• Las células se clasifican en dos tipos dependiendo de cómo y dónde se encuentra el material genético:
  • Células procariotas: El material genético flota libremente a través del citoplasma.
  • Células eucariotas: El material genético se ubica dentro de un núcleo rodeado de una membrana nuclear.

Células Procariotas

• Las células procariotas son más simples y generalmente más pequeñas que las células eucariotas.
• No son parásitas y no existen de forma independiente.
• La mayoría son organismos unicelulares, como las bacterias.
• Estructuras:
  • Pared celular: Un revestimiento rígido que rodea la membrana plasmática. Le da a la célula una forma regular y la protege. En algunas bacterias, otra capa llamada cápsula bacteriana rodea la pared celular.
  • Ribosomas: Se encuentran en el citoplasma. Son responsables de la síntesis de proteínas.
  • Material genético: Flota libremente a través del citoplasma.
  • Flagelo: Una extensión similar a una cola en algunas bacterias que se utiliza para el movimiento.

Células Eucariotas

• Las células eucariotas tienen una organización interna compleja y son más grandes que las células procariotas.
• Pueden ser unicelulares o parte de organismos multicelulares como las plantas o los animales.
• Las células eucariotas generalmente contienen las siguientes estructuras:
  • Núcleo: Rodeado de una membrana nuclear, contiene el material genético.
  • Orgánulos: Pequeñas estructuras que se encuentran dentro del citoplasma. Algunos, como los ribosomas y los centriolos, no tienen membrana, mientras que otros, como las mitocondrias y los cloroplastos, sí la tienen.
• Los dos tipos principales de células eucariotas son las células animales y las células vegetales.

Células Animales

• Forma irregular.
• Núcleo en el centro.
• Capacidad de moverse utilizando flagelos u otros mecanismos.
• No tienen pared celular ni cloroplastos.

Células Vegetales

• Pared celular rígida que le da a la célula una forma regular y la protege.
• Núcleo ubicado en un lado.
• Vacuola grande.
• Cloroplastos.
• No tienen la capacidad de moverse libremente.

Orgánulos y sus Funciones

• Los orgánulos en las células eucariotas tienen diferentes formas. Cada orgánulo realiza funciones específicas.

• Ribosomas:

  • No tienen membrana.
  • Producen proteínas.

• Retículo endoplásmico (RE):

  • Orgánulo membranoso formado por una red de canales.
  • El RE rugoso tiene ribosomas; almacena y transporta las proteínas fabricadas por los ribosomas.
  • El RE liso no tiene ribosomas; participa en la producción de lípidos.

• Aparato de Golgi:

  • Procesa y empaqueta proteínas y lípidos del retículo endoplásmico.
  • Libera paquetes de la célula.

• Mitocondrias:

  • Membrana doble presente.
  • Producen energía.

• Lisosomas:

  • Pequeñas vesículas celulares.
  • Digieren sustancias complejas.

• Centriolos:

  • No tienen membrana.
  • Contribuyen a la división y movimiento celular.

• Cloroplastos:

  • Membrana presente.
  • Responsables de la fotosíntesis.

• Vacuolas:

  • Llenas de un fluido acuoso.
  • Almacenan alimentos, agua y desechos.
  • Mucho más grandes en las células vegetales.

Clasificación de los Seres Vivos - Taxonomía

• El sistema binomial de nomenclatura se usa para nombrar organismos científicamente
• Esta nomenclatura fue introducida por Carl Linnaeus en el siglo XVIII.
• El sistema binomial utiliza dos palabras latinas para cada especie:
  • La primera palabra (con mayúscula) se refiere al género.
  • La segunda palabra (con minúscula) se refiere a la especie.
• Ejemplo: Panthera tigris (tigre)
• El sistema binominal ayuda a evitar confusiones con los nombres comunes de las especies.

Los Reinos de la Vida

• Los seres vivos se clasifican en cinco reinos:

  • Reino Monera: Bacterias, organismos unicelulares procariotas.
  • Reino Protoctista: Algas, protozoos, organismos unicelulares o multicelulares con células eucariotas.
  • Reino Fungi: Hongos, organismos heterótrofos con células eucariotas.
  • Reino Plantae: Plantas, organismos autótrofos con células eucariotas.
  • Reino Animal: Animales, organismos heterótrofos con células eucariotas.

• Ejemplos de organismos de cada reino:*

• Monera: Bacterias, cianobacterias.

• Protoctista: Algas, protozoos (amebas, paramecios), mohos de agua.

• Fungi: Hongos (setas, mohos, levaduras).

• Plantae: Musgos, helechos, plantas con flores.

• Animal: Esponjas, medusas, gusanos, insectos, peces, anfibios, reptiles, aves, mamíferos.

Este cuestionario explora la biosfera y los componentes químicos esenciales de los seres vivos. Se centra en las funciones vitales, la estructura celular y los elementos que forman la materia viva. Ideal para estudiantes de biología y ciencias de la vida que deseen profundizar en estos temas.