Biología - Resumen de la Materia. PDF

UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN ANTONIO ABAD DEL CUSCO CENTRO DE ESTUDIOS PRE UNIVERSITARIO - UNSAAC BIOLOGÍA DIRECTORIO CENTRO DE ESTUDIOS PREUNIVERSITARIOS -UNSAAC DIRECTOR: Dr. SANTIAGO SONCCO TUMPI INTEGRANTES: Dr. ALFREDO CANDÍA GÓMEZ Mgt. DANY JORGE CAÑIHUA FLOREZ...

UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN ANTONIO ABAD DEL CUSCO CENTRO DE ESTUDIOS PRE UNIVERSITARIO - UNSAAC BIOLOGÍA DIRECTORIO CENTRO DE ESTUDIOS PREUNIVERSITARIOS -UNSAAC DIRECTOR: Dr. SANTIAGO SONCCO TUMPI INTEGRANTES: Dr. ALFREDO CANDÍA GÓMEZ Mgt. DANY JORGE CAÑIHUA FLOREZ PERSONAL ADMINISTRATIVO PEDRO PAUL LABRA QUISPICURO JODY MURILLO NEYRA WILBER CELSO GAMERO HANDA EDITH DIANA QUIRITA ACHAHUANCO YOHN ELMER SOTO SURCO FREDY ROLANDO GÓMEZ YARAHUAMAN  Biología 4 TEMA 1 CONCEPTO DE BIOLOGÍA Y NIVELES DE ORGANIZACIÓN DE LOS SERES VIVOS 1.1. DEFINICIÓN DE BIOLOGÍA Etimológicamente, la palabra biología deriva de las raíces griegas BIOS = vida, y LOGOS= tratado o estudio. El estudio de los seres vivos es sumamente extenso porque éstos poseen estructuras y sistemas muy complejos que se analizan desde diversas perspectivas (Gama, 2012). La biología es la ciencia que estudia los seres vivos. Su estudio comprende el origen, evolución, clasificación, estructura, función y herencia, así como la interacción de los organismos entre sí y con el ambiente (Gatica, 2015). Participa en el estudio de las causas y posibles soluciones de los problemas que provocan el deterioro del ambiente, así como los factores que desequilibran los ecosistemas, como la escasez de alimentos y la sobrepoblación. Por otro lado, los resultados de estudios biológicos aportan a las investigaciones interdisciplinarias que se realizan en el tema de pérdida de biodiversidad tanto terrestre como acuática, de esta manera permite la correcta aplicación del desarrollo sostenible, permitiendo satisfacer las necesidades de las generaciones presentes sin mermar los recursos naturales renovables para que estos puedan ser utilizados por varias generaciones futuras (Gama, 2012). El estudio de la biología, como menciona Gama (2012), nos ayuda a comprender entre otros aspectos: La estructura, organización y funcionamiento de nuestro cuerpo. La forma de evitar contaminaciones y enfermedades. La importancia y acción de las vacunas. Los beneficios de una buena alimentación. Los mecanismos de la reproducción y la herencia. La importancia del deporte para la salud. Nuestro lugar y papel en la naturaleza. RAMAS DE LA BIOLOGÍA La biología se divide en varias ramas y subramas, son muchos los criterios que se utilizan para esta división, una forma de hacerlo es la aplicación del criterio de diversidad taxonómica como se muestra en la siguiente figura:  Biología 5 Figura 1 Principales divisiones o ramas de la Biología (Gama, 2012, p.6) RELACIÓN CON OTRAS CIENCIAS Por otro lado, de acuerdo con lo indicado por Gama (2012), los avances de la biología se han basado de forma importante en los conocimientos aportados por otras disciplinas siendo las más importantes: Física. - A principios del siglo XX la biología recibió un gran impulso por parte de la física, debido a la construcción de mejores microscopios. Asimismo, esta ciencia es indispensable para explicarnos el posible origen de la materia y cuál es su relación con la energía. De la unión de la física y la biología nace la biofísica la que aplica los principios y métodos de la física para estudiar y explicar la estructura de los seres vivos, así como la mecánica de los procesos vitales. Astrofísica. - Esta subrama de la física nos explica las características y evolución de la materia cósmica y la energía del universo. Este conocimiento nos ayuda a comprender la evolución de la materia de los planetas, así como el origen de las radiaciones del espacio que recibe el nuestro y que son de gran importancia porque afectan a los seres que viven en él. También ha sido fundamental para entender el origen de la vida en el planeta Tierra. Química. - En particular la bioquímica es muy importante para la biología, porque aporta las bases para el conocimiento de la estructura de la materia viva, así como para el conocimiento de los cambios o las reacciones que se llevan a cabo durante los procesos metabólicos o funciones.  Biología 6 Ciencias de la Tierra. - Son disciplinas que integran los conocimientos de la física y la química para explicar el origen, la estructura y la evolución de la Tierra, y su interacción en los procesos biológicos. Ciencias de la salud. - A partir de ellas obtenemos los conocimientos básicos para prevenir y remediar problemas de salud; es decir, tratamientos que a su vez se apoyan en conocimientos biológicos. Matemáticas. - Es una ciencia imprescindible en los estudios de la biología ya que aporta en el uso de los porcentajes, proporciones, estadísticas, etc., se manifiesta en las representaciones numéricas de los fenómenos vitales que integran por ejemplo la bioestadística. Figura 2 Ciencias que se relacionan con la Biología (Gama, 2012, p.14) NIVELES DE ORGANIZACIÓN DE LOS SERES VIVOS El estudio de la vida se ha constituido en varios niveles de organización, en los cuales cada nivel es la base del siguiente, con lo que la complejidad se incrementa. Cada nivel supone determinadas características que en el nivel anterior no estaban presentes. Son niveles sin vida los seres abióticos, las partículas subatómicas, los átomos, los elementos, las moléculas, las biomoléculas y los organelos. Son niveles con vida los seres bióticos, la célula, los tejidos, los órganos, los sistemas, y los organismos. A partir de la especie, siguen los niveles de organización ecológica: Población, comunidad, ecosistema, bioma y biosfera (De Erice y González, 2012). Así también, los niveles de organización permiten establecer límites, ordenar conceptos, estudiar y comprender sistemáticamente el mundo vivo (Gama, 2012), dentro de ellos tenemos al nivel químico, nivel biológico y nivel ecológico.  Biología 7 NIVEL QUÍMICO De acuerdo con lo mencionado por Flores y Sarmiento (2011), Gama (2012) y Oñate (2010) se tiene dentro de este nivel a los siguientes: Subatómico Lo integran las partículas más pequeñas de la materia, dentro de ellas se encuentran los hadrones, partículas elementales sometidas a las fuerzas nucleares, que están formados por quarks cuya existencia explica el comportamiento de las partículas en ciertas interacciones y desintegraciones. Así también, se tiene a los protones de carga positiva, neutrones y electrones de carga negativa que forman parte de los átomos. Otros ejemplos de partículas subatómicas o elementales lo constituyen los neutrinos, muones, piones, kaones, leptones y bosones. Atómico Es la parte más pequeña, indivisible por todos los medios químicos, de un elemento cualquiera. Está constituido por partículas subatómicas, como son los protones y neutrones que forman el núcleo del átomo, y los electrones, que giran a su alrededor en distintos niveles u órbitas, a distancias relativamente grandes respecto al núcleo. Como ejemplos se tienen al átomo de hidrógeno (H) que es el átomo más simple, con un electrón y un protón; el átomo de oxígeno (O), constituido por ocho electrones, ocho protones y ocho neutrones. Molecular Los átomos se unen químicamente y forman moléculas, las cuales se definen como las partículas más pequeñas que posee una sustancia y tienen su misma composición y propiedades. A diferencia de los elementos, las moléculas pueden estar constituidas ya sea por igual número de átomos, como en el caso del oxígeno del aire (O2) o por un número diferente de átomos, como en el caso del agua (H2O), del amoniaco (NH3) o del metano (CH4). Al combinarse los átomos entre sí pueden originar compuestos químicos que por su naturaleza pueden ser inorgánicos (agua, sales minerales y gases) y orgánicos (carbohidratos, lípidos, proteínas y ácidos nucleicos), y de estos las que conforman a los seres vivos son denominados biomoléculas. Estas pueden ser pequeñas o muy grandes o combinarse entre ellas, en cuyo caso se las llamarán macromoléculas, o supramoléculas. Macromolecular Las macromoléculas son moléculas con un peso de miles de daltons (dalton es la unidad de peso molecular) y resultan de la unión de unidades monoméricas por ejemplo el almidón es un polímero de glucosa, las proteínas de aminoácidos y los ácidos nucleicos de nucleótidos. Complejos supramoleculares También conocido como nivel prebiótico, están formados por varias moléculas, por ejemplo, la unión de glúcidos y proteínas para dar glucoproteínas, la unión de proteínas y ácidos nucleicos para dar virus, la unión de ácidos nucleicos e histonas para dar lugar a la cromatina.  Biología 8 Orgánulos celulares Denominado también como subcelular, organelo u organoide, están formados por varios complejos supramoleculares, y aunque tienen cierta entidad propia, no se les puede considerar como seres vivos, ya que no cumplen con las funciones de nutrición, relación y reproducción, por ejemplo, se tiene todos los organelos celulares como las mitocondrias, peroxisomas, retículo endoplasmático, cloroplastos, entre otros. Tabla 1 Nivel químico NIVELES DE ORGANIZACIÓN EJEMPLO Orgánulos (subcelular u Mitocondrias, peroxisomas, orgánulos celulares) cloroplastos, etc. Supramolécula (nivel Virus, cromatina, prebiótico) glucoproteínas. Macromolécula Carbohidratos, proteínas, ácidos nucleicos, etc. Nivel Químico Molecular Partículas más pequeñas que Oxígeno del aire (O2), agua posee una sustancia y tienen (H2O), amoniaco (NH3), su misma composición y metano (CH4) propiedades. Átomo La unidad más pequeña de un H, C, N, O, P, S, Na, Ca, Cl, elemento. forma elementos Li, etc. químicos Partícula subatómica Partículas que conforman un Protón, neutrón y electrón. átomo. Quarks, leptones, bosones, Protón, con carga eléctrica etc. positiva. Neutrón, eléctricamente neutra. Electrón, con carga eléctrica negativa. Elaborado a partir de Gama (2012) y De Erice y González (2012) NIVEL BIOLÓGICO De acuerdo con lo mencionado por Flores y Sarmiento (2011), Gama (2012) y Oñate (2010) se tiene dentro de este nivel a los siguientes: Nivel celular Son conjuntos complejos de moléculas orgánicas que se autoorganizan y autorreplican, capaces de intercambiar energía y materia con su entorno gracias a reacciones químicas consecutivas catalizadas enzimáticamente, y que funcionan con base en una economía  Biología 9 de materiales y procesos. Todos los seres vivos están formados por células, que constituyen la unidad mínima de la materia viva, algunos seres vivos están constituidos por una sola célula y otros tienen estructuras más complejas formadas por muchas células, por lo que se denominan pluricelulares. Las células presentan una gran diversidad en formas, tamaños, estructuras y funciones, como ejemplos tenemos a los eritrocitos, las neuronas y los óvulos. Nivel tisular Son asociaciones de células que desarrollan una función particular, unidas mediante paredes celulares en las plantas y en los hongos, o mediante una matriz extracelular en los animales. Cada tipo de tejido posee características y funciones propias, así como diferente grado de complejidad, por ejemplo, tejido adiposo, muscular, óseo, parenquimatoso, entre otros. Los organismos unicelulares no forman tejidos, es una característica de organismos pluricelulares. Nivel orgánico En los individuos pluricelulares evolucionados, los tejidos se agrupan y organizan de acuerdo con sus características propias para dar origen a los órganos que son partes del organismo formadas por varios tejidos que trabajan con una misma finalidad, por ejemplo, el estómago, el riñón, el corazón, la raíz, la hoja, etc. Nivel aparatos y sistemas Es la unión de órganos que realizan funciones en común. Por ejemplo, el sistema circulatorio sirve como transporte y regulador del organismo, el sistema óseo proporciona sostén y protección, el aparato digestivo metaboliza los alimentos. La diferencia principal entre aparatos y sistemas radica en que en los órganos que integran un sistema predomina un mismo tipo de tejido, como sucede en los sistemas nervioso, óseo o muscular. En cambio, en el caso de los aparatos, los órganos que los integran se encuentran formados por diferentes tipos de tejidos, como se observa en el aparato digestivo (que está constituido por la boca, la faringe, el esófago, el estómago, el intestino delgado, el intestino grueso y el recto) o en el aparato reproductor.  Biología 10 Tabla 2 Nivel biológico NIVELES DE ORGANIZACIÓN EJEMPLO Aparatos y Sistemas Dos o más órganos que En animales: sistema óseo, trabajan juntos en la muscular, nervioso, aparato ejecución de una función reproductor, digestivo, etc. corporal específica. En plantas: sistema vascular y reproductivo. Orgánico Una estructura dentro de un En animales: lengua, ojo, organismo, generalmente hígado, bazo, páncreas, compuesta de diversos tipos pulmón, corazón, etc. de tejidos que forman una En plantas: raíz, tallo, hoja, Nivel unidad funcional. flor y fruto, etc. biológico Tisular Un grupo de células En animales: epitelial, parecidas que realizan una conectivo, muscular y función específica nervioso, etc. En plantas: dérmico, fundamental y vascular, etc. Celular La unidad de vida más Neurona, bacteria, pequeña, unidad estructural eritrocito, traqueida, y funcional de todo ser osteoblasto, etc. vivo. Elaborado a partir de Gama (2012) y De Erice y González (2012) NIVEL ECOLÓGICO Son la jerarquía superior de organización de la materia viva, pues los individuos no viven aislados, sino que forman conjuntos que interactúan y originan niveles de organización más complejos y que de acuerdo con lo mencionado por De Erice y Gonzalez (2012), Flores y Sarmiento (2011), Gama (2012) y Ramírez (2010) son los siguientes: Nivel del organismo, individuo o individual En este nivel, los órganos se combinan coordinadamente de diferentes formas para dar origen a un nivel de organización mayor, un individuo u organismo, al que se define como un ser con forma propia y bien definida, que cuenta con un conjunto de aparatos y sistemas, los cuales trabajan para llevar a cabo todas las funciones vitales del individuo, por ejemplo, Vultur gryphus (cóndor andino), Polylepis incana (queuña), Puma concolor (puma andino). Corresponde a los seres que forman parte de una misma especie*. *Especie: Conjunto de organismos con características estructurales y funcionales parecidas, que se pueden reproducir, tener descendencia fértil y tienen un ancestro común  Biología 11 Nivel de Población Grupo de individuos de una misma especie, con capacidad reproductiva y que habitan en una zona geográfica limitada. Por ejemplo, familia de vizcachas, manada de gorilas, familia de osos de anteojos, bandada de huallatas, cardumen de suches, un hormiguero, un conjunto de árboles de pino, un panal, una parvada, o los seres humanos de un país (peruanos, holandeses, etc.) Nivel de comunidad Agrupa poblaciones de dos o más especies diferentes que ocupan la misma área geográfica al mismo tiempo, es también conocida como biocenosis. Por ejemplo: comunidad de aves migratorias en la laguna de Huacarpay, comunidad de animales de la selva, comunidad de árboles de un manglar, comunidad de poblaciones de un desierto, de un arrecife, de un río, etc. Nivel de Ecosistema Comprende el conjunto de seres vivos (biocenosis) que viven en un área determinada, los factores que lo caracterizan (biotopo) y las relaciones que se establecen entre sí, entre éstos y el medio físico. Por ejemplo: pajonal de la puna húmeda, bofedal, manglar, bosque relicto altoandino, lago y laguna, ríos etc. Nivel de Bioma Agrupa más de un ecosistema con factores climáticos y geográficos similares, por ejemplo: La selva tropical del Perú, los desiertos costeros, tundra, taiga. Nivel de Biosfera Es el mayor nivel de organización biológica del planeta, porque incluye a todos los seres vivos de todos los ecosistemas de la Tierra.  Biología 12 Tabla 3 Nivel ecológico NIVELES DE ORGANIZACIÓN EJEMPLO Biosfera Capa de la Tierra y su Océanos, superficie terrestre atmósfera en donde existe (tierra firme y cuerpos de vida. agua) y parte inferior de la atmósfera. Bioma Agrupa más de un La selva tropical del Perú, ecosistema con factores los desiertos costeros, climáticos y geográficos tundra, taiga. similares. Ecosistema Conjunto de factores bióticos Pajonal de la puna húmeda, Niveles (comunidades de seres vivos) bofedal, manglar, bosque ecológicos y abióticos (inertes) relicto altoandino, lago, laguna, ríos. Comunidad Conjunto de poblaciones que Aves migratorias de la ocupan un área determinada. laguna de Huacarpay. Población Conjunto de organismos de Familia de vizcachas, la misma especie que ocupan manada de gorilas, familia un área determinada. de osos de anteojos, bandada de huallatas, cardumen de suches, un hormiguero, un conjunto de pinos. Individuo u organismo Un ser vivo individual Taruca, oso de anteojos, ser Pluricelular formado por un conjunto humano, etc. completo de sistemas o aparatos. Elaborado a partir de Gama (2012) y De Erice y González (2012)  Biología 13 REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS De Erice, E. V., y González, J. A. (2012). Biología, la ciencia de la vida. 2ª edición. México D.F.: McGraw Hill - Interamericana. Flores, JGI y Sarmiento, CL. (2011). Biología I. Dirección General de Bachillerato del Estado de Veracruz de Ignacio de la Llave. Venezuela. Gama, A. (2012). Biología 1, Tercer semestre educación media superior, serie competencias+aprendizaje+vida. 2ª edición. México: Pearson Educación de México, S.A. de C.V. Gatica, M. (2015). Apuntes de Biología I. México: Universidad Autónoma de Chapingo. Oñate, L. (2010) Biología I con enfoque en ciencias. México: Cengage Learning Editores, S.A. de C.V. Ramírez. (2010). Ecología. Secuencias didácticas para bachilleratos tecnológicos. México. Cengage Learning Editores, S.A. de C.V.  Biología 14 PREGUNTAS TEMA 1 1. Es la rama de la Biología que estudia la clasificación de los seres vivos: a) Ecología b) Paleontología c) Taxonomía d) Zoología e) Fisiología 2. Las ramas de la Biología que se ocupan del estudio de las plantas y de los animales, respectivamente, son: a) Citología – Fisiología b) Botánica – Zoología c) Etología – Ecología d) Ecología – Zoología e) Botánica – Patología 3. Es la rama de la Biología que estudia el comportamiento de las especies animales, incluido el hombre: a) Fisiología b) Ecología c) Histología d) Etología e) Embriología 4. Entre las ciencias que se relacionan con la Biología, la que es indispensable para poder explicar los procesos vinculados con la materia y su relación con la energía, es la: a) Geografía b) Física c) Sociología d) Matemática e) Química 5. En la organización de los seres vivos, los polisacáridos y los ácidos nucleicos se encuentran dentro del nivel: a) Tisular b) Atómico c) Celular d) Macromolecular e) Poblacional  Biología 15 6. La biocenosis y el biotopo son los dos componentes del nivel de organización denominado: a) Biosfera b) Ecosistema c) Comunidad d) Bioma e) Población 7. Se define como “el conjunto de individuos de una misma especie viviendo en un área geográfica y en un momento determinados”: a) Comunidad b) Biotopo c) Población d) Bioma e) Biocenosis 8. Pertenece al nivel supramolecular en la organización de los seres vivos: a) Corazón b) Una vicuña c) Cromosoma d) Bosque tropical e) Glóbulo rojo 9. La comunidad biótica de un ecosistema, formada por el conjunto de poblaciones interrelacionándose en un medio físico determinado, toma el nombre de: a) Población b) Bioma c) Biotopo d) Asociación e) Biocenosis 10. Las mitocondrias y los cloroplastos forman parte del nivel de organización: a) Macromolecular b) Histológico c) Molecular d) Sistémico e) Organelos 11. Pertenece al nivel biológico o estructural de los organismos pluricelulares: a) Átomo b) Aparato c) Macromolécula d) Organelo e) Biosfera  Biología 16 12. Se encuentra dentro del nivel subatómico de los seres vivos: a) Mitocondria b) Neutrón c) Oxígeno d) Riñón e) Glucosa 13. El nucléolo y las membranas celulares pertenecen al nivel de organización: a) Histológico b) Molecular c) Celular d) Supramolecular e) Sistémico 14. Si la glucosa es una monómero o molécula simple, entonces, el almidón que está formado por miles de unidades de glucosa corresponde a: a) Un complejo supramolecular b) Una partícula subatómica c) Un polímero d) Un organelo e) Un átomo 15. Los tejidos se forman por la unión de: a) Muchos sistemas con una misma función. b) Diferentes especies en un área determinada. c) Células similares que cumplen una función específica. d) Varios organismos de una misma especie. e) Órganos similares que cumplen una función común. 16. Es considerado el primer nivel con vida dentro de los niveles de organización viviente: a) Tejido b) Órgano c) Biosfera d) Célula e) Macromolécula 17. Representa el componente abiótico o medio físico ocupado por la comunidad biótica de los ecosistemas: a) Biocenosis b) Suelo c) Bioma d) Ambiente e) Biotopo  Biología 17 18. De los siguientes términos propuestos, el nivel que incluye a los otros es: a) Organelo b) Proteína c) Oxígeno d) Célula e) Agua 19. En la organización de los seres vivos, los aminoácidos y los monosacáridos pertenecen al nivel denominado: a) Molecular b) Tisular c) Ecosistémico d) Supramolecular e) Atómico 20. En los seres vivos, al combinarse los átomos entre sí, pueden originar compuestos químicos de naturaleza inorgánica u orgánica, los cuales se hallan dentro del nivel de organización: a) Celular b) Molecular c) Tisular d) Subatómico e) Sistémico 21. Es un nivel de organización subcelular en los seres vivos, que comprende estructuras conformadas por varios complejos supramoleculares, y aunque tienen cierta entidad propia, no se les puede considerar como seres vivos: a) Tejidos b) Sistemas c) Órganos d) Aparatos e) Organelos 22. Los nucleótidos que conforman los ácidos nucleicos se encuentran dentro del nivel denominado: a) Supramolecular b) Tisular c) Orgánico d) Atómico e) Molecular  Biología 18 23. En la organización de los seres vivos, de los siguientes términos, el que presenta menor jerarquía es: a) Complejo supramolecular b) Célula c) Macromolécula d) Organelo e) Molécula 24. La diferencia entre comunidad y ecosistema se presenta en: a) La cantidad de especies que existe en cada uno de estos niveles. b) La interacción con el ambiente físico que se da en el ecosistema. c) El momento en que ocurre la interacción entre las especies. d) La cantidad de individuos de cada especie presente. e) El tamaño del área geográfica que ocupan. 25. Se define como “un ser con forma propia y bien definida, que cuenta con un conjunto de aparatos y sistemas, los cuales trabajan para llevar a cabo todas las funciones vitales”: a) Célula b) Ecosistema c) Organelo d) Individuo e) Bioma  Biología 19 ÍNDICE TEMA 2 COMPOSICIÓN QUÍMICA DE LA MATERIA VIVIENTE: BIOELEMENTOS Y BIOMOLÉCULAS 2.1. Bioelementos 20 2.1.1. Macroelementos 20 A) Bioelementos primarios 20 B) Bioelementos secundarios 22 2.1.2. Microelementos 22 A) No variables 23 B) Variables 24 Referencias bibliográficas 26 ÍNDICE DE TABLAS Tabla 1 Distribución de los bioelementos en los seres vivos según su abundancia 25 ÍNDICE DE FIGURAS Figura 1 Bioelementos organógenos 21  Biología 20 TEMA 2 COMPOSICIÓN QUÍMICA DE LA MATERIA VIVIENTE: BIOELEMENTOS Y BIOMOLÉCULAS La materia está formada por 118 elementos químicos (De Erice y González, 2012), 92 de los cuales son naturales. Los seres vivos están constituidos por 40 elementos presentes en cantidades variables (Escolástico et al., 2013); aquellos considerados por su elevada presencia en la biota son conocidos como elementos biogenésicos, los que pueden constituir las biomoléculas orgánicas (Gama,2012). 2.1. BIOELEMENTOS Los bioelementos son elementos químicos que están presentes en los organismos vivos, son 20 los denominados como elementos biogenésicos y se pueden clasificar en: macroelementos (primarios, secundarios) y microelementos (oligoelementos) (Gama, 2012). 2.1.1. MACROELEMENTOS (MACRONUTRIENTES O ELEMENTOS FUNDAMENTALES) Los macroelementos representan el 99,6 % de la materia viva, están conformados por 11 bioelementos y la distribución de éstos se encuentra en diferentes proporciones (Galindo et al., 2012). Gracias a la biología molecular, ha sido posible determinar la cantidad de éstos, clasificándolos en bioelementos primarios y secundarios (Gama, 2012). A) BIOELEMENTOS PRIMARIOS. - Se considera que toda la materia viva está formada por seis elementos: carbono (C), hidrógeno (H), oxígeno (O), nitrógeno (N), fósforo (P) y azufre (S), los cuales son denominados como organógenos. Los primeros cuatro representan el 96 % de la materia viva. Éstos son los elementos más abundantes no sólo en los seres vivos, sino también en la naturaleza (Galindo et al., 2012). Los bioelementos primarios se encuentran en menores cantidades, por ejemplo, el fósforo (P) y el azufre (S) son fundamentales para formar casi todas las biomoléculas estructurales y funcionales más importantes de las células. El fósforo (P) por ejemplo forma parte de los fosfolípidos que se encuentran en las membranas celulares e interviene en la formación de los ácidos nucleicos; también se le encuentra en forma de sales minerales (fosfatos). Por su parte, el azufre (S), entre otras funciones, participa en la formación de los aminoácidos (cisteína y metionina) (Gama, 2012).  Biología 21 Figura 1 Bioelementos organógenos Carbono (C) Elemento básico en la química orgánica y piedra angular en la construcción de moléculas biológicas. Se une químicamente con facilidad a otros átomos, ya sea de carbono, hidrógeno y oxígeno, entre otros (De Erice y González, 2012). Hidrógeno (H) Componente estructural de las moléculas orgánicas. Es el elemento más liviano que existe en la naturaleza. En altas concentraciones en el organismo ocasiona deficiencias de oxígeno. Parece no tener efectos adversos en las plantas y la vida acuática (De Erice y González, 2012). Oxígeno (O) Elemento más abundante en la naturaleza, formador estructural de las moléculas biológicas. Es el producto más importante para la vida en la biosfera. Forma parte de la molécula inorgánica más trascendente de la vida como la conocemos: la del agua (De Erice y González, 2012). Nitrógeno (N) Formador de moléculas como las proteínas, esenciales para el crecimiento de los seres vivos. Su liberación ocurre por la descomposición de la materia orgánica por bacterias o por combustión. Este elemento también forma fertilizantes, además se deposita en el suelo, donde sirve de alimento a las plantas. Los nitratos y nitritos reaccionan con la hemoglobina de la sangre y originan una reducción en el nivel de transporte de oxígeno en la sangre, también reduce la función de la glándula tiroidea y produce nitrosaminas causantes del cáncer (De Erice y González, 2012). Fósforo (F) Elemento muy abundante en la naturaleza. En todas las formas de vida los fosfatos desempeñan un papel esencial en los procesos de transferencia de energía como el metabolismo, la fotosíntesis, la función nerviosa y la acción muscular. Los fosfatos forman cromosomas, algunas coenzimas y esqueletos de los animales en forma de fosfatos de calcio (Estructura ósea). Se encuentra en las plantas, en el ATP (adenosín trifosfato), en los ácidos nucleicos formando parte de los nucleótidos de ADN y ARN, en la composición química de los fosfolípidos. A nivel intracelular, las concentraciones de fosfato son elevadas lo que le convierte en un tampón eficiente (De Erice y González, 2012). Azufre (S)- Formador de moléculas biológicas como proteínas y lípidos; reacciona como agente oxidante, forma sulfuros y sulfatos. Se encuentra en las paredes arteriales, la bilis, el cartílago, las glándulas suprarrenales, la insulina y en la vitamina B1 de algunos  Biología 22 organismos. Las formas proteicas incluyen los aminoácidos, como la metionina y la cisteína, y las glucoproteínas, que son las fuentes más importantes de aporte de azufre al organismo (De Erice y González, 2012). B) BIOELEMENTOS SECUNDARIOS. - Este grupo lo integran el sodio (Na), el potasio (K), el calcio (Ca) el magnesio (Mg) y el cloro (Cl), generalmente los bioelementos secundarios son necesarios para casi todas las células en cantidades más pequeñas (Gama, 2012). Sodio (Na) Principal ión positivo del líquido intersticial, importante en el equilibrio hídrico del cuerpo; esencial para la conducción de impulsos nerviosos, participa en la regulación osmótica, responsable del potencial de membrana. La concentración elevada de sodio produce hipertensión arterial (Galindo et al., 2012). Potasio (K) Principal ión positivo (catión) del interior de las células, importante en el funcionamiento nervioso, en exceso inhibe la contracción muscular, participa en la regulación osmótica, responsable del potencial de membrana. La concentración elevada en la sangre conlleva a la hipotensión (Galindo et al., 2012). Calcio (Ca) Componente estructural de los huesos y dientes, importante en la contracción muscular, conducción de impulsos nerviosos, estabilización de la membrana, procesos de secreción en células nerviosas y coagulación de la sangre (Galindo et al., 2012). Magnesio (Mg) Necesario para la sangre y los tejidos del cuerpo; forma parte de muchas enzimas de importancia como cofactor o activador enzimático, mantiene estable la unión de las subunidades ribosomales durante la síntesis de las proteínas, forma parte de la estructura central de la porfirina que es el grupo prostético de la clorofila, es componente de los huesos (Galindo et al., 2012). Cloro (Cl) Principal ión negativo (anión) del líquido intersticial; importante en el equilibrio hídrico, participa en el transporte a través de la membrana, abunda en la mucosa gástrica, orina, sudor y leche (Galindo et al., 2012). 2.1.2. MICROELEMENTOS (MICRONUTRIENTES) Los microelementos, también denominados oligoelementos o elementos vestigiales o traza porque se encuentran en los seres vivos en cantidades muy pequeñas. Se calcula que aproximadamente representan el 0.4% de la materia viva (Galindo et al., 2012). Tal es el caso de los microelementos considerados como no variables que son: el hierro (Fe), el manganeso (Mn), el cobre (Cu), el zinc (Zn), el yodo (Y), el flúor (F), el cobalto (Co), el molibdeno (Mo), el boro (B) y los microelementos variables como: el selenio (Se), el silicio (Si), el cromo (Cr), el aluminio (Al), el litio (Li), el Níquel (Ni) y el bromo (Br).  Biología 23 A) NO VARIABLES Hierro (Fe) Bajo su forma metálica constituye el grupo prostético hemo de la proteína hemoglobina (transporta oxígeno en la sangre), mioglobina (transporta oxígeno en los músculos) y en los citocromos (transportan electrones en la mitocondria). En los animales superiores, se encuentra como reserva en los tejidos como el bazo, médula ósea y el hígado en forma de ferritina que está disponible en caso de necesidad o bien en forma de hemosiderina para una liberación más progresiva (Delecroix, 2012). Entre los alimentos abundantes en hierro se encuentran el hígado, las acelgas, los berros, las espinacas, el pepino con cáscara, etc. (De Erice y González, 2012). Manganeso (Mn) En los animales es un componente vital para la producción de unas enzimas usadas para el metabolismo de grasas, proteínas y carbohidratos. Se encuentra en alimentos como la leche y sus derivados, espinacas, té, granos, arroz, soya, huevo, frutos secos, aceite de oliva, y algunos mariscos (De Erice y González, 2012). Cobre (Cu) Es un elemento que existe en diferentes estados de oxidación (Cu1+ y Cu2+). Diversas proteínas, como la tirosinasa y la ceruloplasmina, necesitan este elemento como cofactor. El cobre actúa como intermediario en la transferencia de electrones en la cadena respiratoria mitocondrial por el citocromo C oxidasa, entre otras. El cobre se encuentra en diversos órganos que tienen elevada actividad metabólica, tales como, el hígado, el cerebro, los riñones y el corazón. El transporte de este elemento es fundamental en la célula (Feoktistova y Clark, 2018). Zinc (Zn) Permite la activación de un gran número de enzimas (Delecroix, 2016). Es constituyente de numerosas proteínas, por ejemplo, la insulina es una proteína que contiene zinc, se encuentra en las nueces, las carnes magras, los huevos, las leguminosas, el hígado, etc. y es esencial en el desarrollo de las plantas y los animales (De Erice y González, 2012). Yodo (I) En cantidades pequeñas es esencial para la vida de las plantas y los animales. El yoduro y el yodato que se encuentran en las aguas marinas entran en el ciclo metabólico de la mayor parte de la flora y fauna marina, mientras que en los mamíferos superiores se concentra en la glándula tiroides, donde se convierte en aminoácidos yodados, principalmente tiroxina y yodo tirosina. Entre los alimentos abundantes en yodo se encuentran las algas marinas, el pescado, las frutas y las verduras (De Erice y González, 2012). Flúor (F) Se encuentra fundamentalmente, en las rocas marinas y en las rocas volcánicas, así como en las profundidades de la corteza terrestre, pero en su mayor parte combinado como fluoratos en minerales y otros compuestos. Este elemento aumenta la resistencia del esmalte e inhibe el proceso de caries por disminución de la producción de ácido de los microorganismos fermentadores, reducción de la tasa de disolución ácida, reducción de la desmineralización, incremento de la remineralización y estabilización del pH (Sosa,2003).  Biología 24 Cobalto (Co) Está asociado con los niveles y la funcionalidad de la Vitamina Bl2 o cobalamina, esta es una vitamina hidrosoluble perteneciente al grupo B, que se comporta como una coenzima, la vitamina B12 también llamada factor anti-anemia perniciosa (Underwood, 1981). Molibdeno (Mo) El molibdeno es un mineral que el organismo usa para procesar las proteínas y el material genético como el ADN. El molibdeno también ayuda a descomponer los medicamentos y las sustancias tóxicas que entran al organismo. Se encuentra en legumbres, granos integrales de arroz, nueces, papas, plátanos, productos lácteos como leche, yogur y queso y carnes de res, pollo y también en huevos (NIH, 2019). Boro (B) Se aisló en 1808, por lo general se encuentra en la naturaleza como boratos hidratados con diferentes cantidades de agua, los compuestos más importantes son el ácido bórico y el bórax. Los compuestos de boro también se utilizan en la producción de metales, esmaltes y vidrios, en pequeñas cantidades el boro es esencial para el crecimiento de muchas plantas y se encuentra en tejidos animales y humanos en concentraciones bajas. El boro como ácido bórico se absorbe y se excreta del cuerpo con bastante rapidez a través de la orina, la vida media en humanos es del orden de 1 día. Es tóxico en cantidades elevadas (Moseman, 1994). B) VARIABLES Selenio (Se) Cumple funciones antioxidantes y de regulación hormonal de la tiroides y tiene efectos anticancerígenos constatados, desde el punto de vista bioquímico, forma parte esencial del metabolismo del ser humano y los animales a través de las denominadas Se-proteínas, algunas de las cuales tienen importantes funciones enzimáticas (López et al., 2013). Silicio (Si) Presente en algunos organismos unicelulares como las diatomeas, organismos marinos multicelulares como las esponjas, y en algunas plantas terrestres como las equisetáceas, cucurbitáceas, arroz y caña de azúcar, también se ha reconocido las funciones del silicio en los animales, principalmente en la formación de huesos y la respuesta inmune (De Erice y González, 2012). Cromo (Cr) Es un elemento esencial para humanos y animales ya que tiene una función preponderante en el metabolismo de la insulina como factor de tolerancia a la glucosa (FTG). Su deficiencia genera un deterioro del metabolismo de la glucosa por la mala eficiencia de la insulina (Alvarado et al., 2002). Bromo (Br) Está presente de forma ubicua en los animales como bromuro iónico, se piensa que es un cofactor necesario para la formación del colágeno IV de las membranas basales y el desarrollo de tejidos. Se ha visto que la deficiencia de Br en la dieta de la mosca Drosophila es letal, mientras que la reposición restaura la viabilidad (Scott, McCall, et al., 2014).  Biología 25 Aluminio (Al) Revitaliza la función cerebral y la memoria, combate el insomnio y la irritabilidad. Se encuentra disponible en la papa, yuca, cebolla, poro, perejil, cerezas, etc. (Jordá, 2011). Níquel (Ni) Es un componente esencial en bacterias, hongos, algas y plantas, ya que es un cofactor presente en el sitio activo de muchas de sus enzimas, como la ureasa, que cataliza la hidrólisis de la urea a CO2 y amoníaco. Esto aumenta el pH y es de vital importancia en el metabolismo del nitrógeno; la superóxido-dismutasa, que cataliza la dismutación de superóxido en oxígeno y peróxido de hidrógeno, por lo cual es muy importante en la defensa antioxidante de las células. No se ha demostrado que sea esencial para humanos y otros eucariontes superiores sin embargo ayuda al óptimo funcionamiento de nuestro organismo, se ha visto implicado en el buen funcionamiento del sistema reproductor, en el metabolismo de lípidos o grasas en el metabolismo de la vitamina B12 y en el desarrollo de los huesos. El níquel aumenta la absorción de otros oligoelementos como hierro, zinc, y cobre. Su deficiencia provoca disminución del crecimiento, anemia además de causar presencia de urea y glucosa en sangre. Son fuentes de níquel, el chocolate, brócoli, lentejas, frutas secas y las nueces. En concentraciones altas es peligroso (Olivares, V., 2019). Litio (Li) Es un elemento moderadamente abundante en la naturaleza. Se usa para tratar a personas con trastorno bipolar, ya que actúa en el cerebro sobre posibles alteraciones químicas estabilizando el estado de ánimo. Tiene varias funciones importantes, entre ellas, las siguientes: aumenta la excreción del agua, sodio y potasio; cambia respuestas bioeléctricas neuronales; aumenta el intercambio de neurotransmisores (De Erice y González, 2012). Tabla 1 Distribución de los bioelementos en los seres vivos según su abundancia MACROELEMENTOS MICROELEMENTOS Por su abundancia % de peso No variables % del peso *Oxígeno (O) 65,0 *Hierro (Fe) *Carbono (C) 18,0 *Manganeso (Mn) *Hidrógeno (H) 10,0 *Cobre (Cu) *Nitrógeno (N) 3,0 *Zinc (Zn) *Calcio (Ca) 1,5 *Yodo (I) *Fósforo (P) 1,0 *Flúor (F) *Cobalto (Co) 0,4% 98,5% *Molibdeno (Mo) Otros *Boro (B) *Potasio (K) 0,4 *Azufre (S) 0,3 *Sodio (Na) 0,2 Variables *Cloro (Cl) 0,1 *Magnesio (Mg) 0,1 Selenio (Se) Silicio (Si) Cromo (Cr) Aluminio (Al) Litio (Li) Níquel (Ni) Bromo (Br) 1,1% 99,6% 0,4% Porcentaje total = 100% PRIMARIOS (ORGANÓGENOS): C, H, O, N, P, S SECUNDARIOS: Ca, K, Cl, Na, Mg *Biogenésicos Elaborado a partir de Galindo et al. (2012).  Biología 26 REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS Alvarado, A., Blanco, R. y Mora, E. (2002). El cromo como elemento esencial en los humanos. Revista Costarricense de Ciencias Médicas, 23 (1-2), 55-68. http://www.scielo.sa.cr/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0253- 29482002000100006&lng=en&tlng=es. Delecroix, J. (2016). 200 meilleurs aliments santé. https://books.google.es/ De Erice, E. V., y González, J. A. (2012). Biología, la ciencia de la vida. 2ª edición. México D.F.: McGraw Hill - Interamericana. Escolástico, C., Cabildo, P., Claramunt, R. y Claramunt, T. (2013). Ecología I, introducción, organismos y poblaciones. https://books.google.es/ Feoktistova, L. y Feoktistova, C. (2018). El metabolismo del cobre. Sus consecuencias para la salud humana. http://www.scielo.sld.cu/ms/v16n4/ms13416.pdf Galindo, A., Avendaño, R. y Ángulo, A. (2012). Biología básica, primer semestre, 8ª edición. Sinaloa, México: Dirección general de escuelas preparatorias. Gama, A. (2012). Biología 1, Tercer semestre educación media superior, serie competencias+aprendizaje+vida. 2ª edición. México: Pearson Educación de México, S.A. de C.V. Jordá, J. (2013). Diccionario práctico de gastronomía y salud. https://books.google.es/ López, F., Garrido, López y Bellido L. (2013). Selenio y salud; valores de referencia y situación actual de la población española. http://www.scielo.isciii.es/pdf/nh/v28n5/05revision04.pdf. Moseman, RF. (1994). Chemical disposition of boron in animals and humans. Nov;102 Suppl 7(Suppl 7):110-7. https://doi.org/10.1289/ehp.94102s7113 National Institutes of Health NIH (2019). [Archivo en PDF] https://ods.od.nih.gov/pdf/factsheets/Molybdenum-DatosEnEspanol.pdf Olivares, V. (2019). Níquel. [Archivo en PDF]. https://www.revistac2.com/niquel/?print- posts=pdf Scott, McCall; Cummings, C.; Bhave, G., Vanacore, R., Page-McCaw, A., Hudson, B. (2014). Bromine is an essential trace elemento form assembly of collagen IV scaffolds in tissue development and architecture. Cell. Jun 5;157(6):1380-1392 https://doi.org/10.1016/j.cell.2014.05.009  Biología 27 Sosa Rosales, Maritza de la Caridad. (2003). Evolución de la fluoruración como medida para prevenir la caries dental. Revista Cubana de Salud Pública, 29(3), 268-274. http://scielo.sld.cu/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0864- 34662003000300011&lng=es&tlng=es. Underwood, E. (1981). Los minerales en la nutrición del ganado. 2ª edición. p. 133. Zaragoza. España: Editorial Acribia.  Biología 28 PREGUNTAS TEMA 2 1. Son considerados como elementos organógenos que forman parte de las biomoléculas del cuerpo: a) C, H, O y Na b) O, C, H, N, P y S c) C, H, O, N, Ca y P d) C, H, O, N y Fe e) N, O, C, H y Ca 2. Es el elemento que participa en la coagulación sanguínea y en la permeabilidad de la membrana celular: a) Sodio b) Fosforo c) Potasio d) Calcio e) Cobre 3. Los microelementos o micronutrientes, por la cantidad en que se hallan en la materia viviente, son conocidos como: a) Primarios b) Secundarios c) Oligoelementos d) Variables e) No variables 4. Es el ion que participa en la formación de los aminoácidos metionina y cisteína: a) Potasio b) Cromo c) Azufre d) Hierro e) Calcio 5. Es el bioelemento constituyente de la molécula de clorofila: a) Cromo b) Magnesio c) Selenio d) Cobre e) Flúor  Biología 29 6. Es un bioelemento formador de moléculas como las proteínas y los ácidos nucleicos, cuya liberación ocurre debido a la descomposición de la materia orgánica por bacterias, o por combustión: a) Nitrógeno b) Fósforo c) Carbono d) Oxígeno e) Hidrógeno 7. Son los elementos organógenos más abundantes del ser humano: a) Carbono e hidrógeno b) Oxígeno y carbono c) Hidrógeno y Nitrógeno d) Fósforo y azufre e) Carbono y nitrógeno 8. Es un bioelemento traza o vestigial formador del grupo hemo de ciertas porfirinoproteínas: a) Calcio b) Oxígeno c) Carbono d) Hierro e) Hidrógeno 9. En la composición química de los seres vivos, entre los elementos organógenos, el menos abundante es el: a) Nitrógeno b) Carbono c) Hidrógeno d) Oxígeno e) Azufre 10. Es el elemento organógeno que desempeña un papel esencial en los procesos de transferencia de energía como el metabolismo, la función nerviosa y la acción muscular: a) Magnesio b) Potasio c) Sodio d) Fósforo e) Calcio  Biología 30 11. Bioelemento primario que se encuentra formando del ATP (adenosín trifosfato) y los ácidos nucleicos: a) Fósforo b) Azufre c) Sodio d) Magnesio e) Calcio 12. En el hombre, el bioelemento no organógeno, que se encuentra en mayor porcentaje, después de C, H, O y N, es: a) Fósforo b) Cobre c) Sodio d) Calcio e) Azufre 13. Es un oligoelemento no variable que forma parte de proteínas como la tirosinasa y la ceruloplasmina, que lo necesitan como cofactor: a) Hierro b) Zinc c) Cromo d) Litio e) Cobre 14. Es un bioelemento que está asociado a los niveles y la funcionalidad de la vitamina B12: a) Flúor b) Yodo c) Cobre d) Zinc e) Cobalto 15. Es un elemento organógeno que se encuentra en fertilizantes agrícolas y se deposita en el suelo, donde es fijado por bacterias, para ser asimilado por las plantas: a) Carbono b) Fósforo c) Nitrógeno d) Azufre e) Hidrógeno  Biología 31 16. Es una de las formas en las cuales se almacena el hierro en los tejidos de los animales superiores y el hombre: a) Mioglobina b) Citocromos c) Hemosiderina d) Cobalamina e) Hemoglobina 17. Las proteínas transportadoras como la hemoglobina, la mioglobina y los citocromos, tienen en común el hecho de presentar en su composición al elemento: a) Cobre b) Magnesio c) Calcio d) Hierro e) Yodo 18. Es un microelemento considerado variable, que cumple funciones antioxidantes y de regulación hormonal de la tiroides y tiene efectos anticancerígenos: a) Silicio b) Azufre c) Selenio d) Cromo e) Aluminio 19. Es un oligoelemento que se encuentra relacionado con el funcionamiento de la glándula tiroides y la producción de hormonas tiroideas: a) Zinc b) Manganeso c) Selenio d) Yodo e) Silicio 20. Es un elemento vestigial o traza que sirve para revitalizar la función cerebral y la memoria, y además es regulador del sueño (combate el insomnio) y la irritabilidad: a) Calcio b) Aluminio c) Zinc d) Cromo e) Manganeso  Biología 32 21. Bioelemento que sirve de potenciador de la actividad de la insulina y es considerado como un factor de tolerancia a la glucosa: a) Cobre b) Zinc c) Fósforo d) Cromo e) Magnesio 22. Es un microelemento que actúa en el cerebro sobre posibles alteraciones químicas y respuestas bioeléctricas neuronales, estabilizando el estado de ánimo: a) Litio b) Hierro c) Cobalto d) Molibdeno e) Aluminio 23. Es un microelemento no variable que forma parte del complejo citocromo C oxidasa, actuando como intermediario en la transferencia de electrones en la cadena respiratoria mitocondrial: a) Zinc b) Selenio c) Cobre d) Magnesio e) Cromo 24. La anemia perniciosa es una enfermedad ocasionada por la deficiencia de la vitamina B12, que tiene relación directa con el: a) Magnesio b) Flúor c) Hierro d) Cobalto e) Zinc 25. Es una proteína transportadora de oxígeno en la sangre que en su grupo prostético lleva hierro bajo su forma metálica: a) Citocromo b) Hemoglobina c) Insulina d) Tiroxina e) Ceruloplasmina  Biología 33 ÍNDICE TEMA 3 BIOMOLÉCULAS O PRINCIPIOS INMEDIATOS ACTIVOS INORGÁNICOS 3.1. El agua 34 Características de la molécula de agua 34 Agua en la célula 36 Propiedades del agua 36 Funciones del agua 38 3.2. Sales minerales y electrolitos 38 Características 38 Funciones generales de los electrolitos 39 Referencias Bibliográficas 40 ÍNDICE DE FIGURAS Figura 1 Estructura tetraédrica de la molécula de agua 35 Figura 2 Puentes de Hidrógeno entre las moléculas de agua 36 Figura 3 Hidrólisis de la lactosa 37 Figura 4 Formación de las sales 38  Biología 34 TEMA 3 BIOMOLÉCULAS O PRINCIPIOS INMEDIATOS ACTIVOS INORGÁNICOS BIOMOLÉCULAS Los seres vivos requieren de moléculas orgánicas y moléculas inorgánicas para sobrevivir, con las cuales intercambian materia y energía para mantener la estructura celular en equilibrio dinámico. De las moléculas que ingresan al cuerpo del organismo se obtiene energía y materia prima para elaborar nuevas sustancias, por tal razón los seres vivos tienen que nutrirse constantemente. Mantener la estructura altamente compleja del ser vivo requiere gran cantidad de energía (Oñate, 2010). BIOMOLÉCULAS O PRINCIPIOS INMEDIATOS ACTIVOS INORGÁNICOS Como menciona Gama (2012), se caracterizan por la ausencia de enlaces carbono-carbono (C-C) en su estructura química. Además del agua, hay compuestos inorgánicos que forman parte de los seres vivos, por ejemplo: Minerales sólidos, que forman estructuras duras, como huesos, dientes y conchas. Minerales en disolución, son electrolitos (iones) que participan en funciones diversas como la contracción muscular, la fotosíntesis o el mantenimiento del equilibrio osmótico celular, entre otras. Gases disueltos, principalmente oxígeno y dióxido de carbono, que los seres vivos utilizan para las funciones de respiración y fotosíntesis. 3.1. EL AGUA Rojas-Solano y Brenes-Esquivel (2005), mencionan que la molécula de agua está formada por dos átomos de hidrógeno y una de oxígeno, cada átomo de hidrógeno está unido al de oxígeno por un enlace covalente que, en este caso se forma porque los dos átomos comparten un par de electrones. Este par está constituido por el electrón solitario que tiene el átomo de hidrógeno en su única órbita y uno de los seis que tiene el oxígeno en la órbita más periférica. De esta manera cada átomo de hidrógeno queda con dos electrones y el del oxígeno con ocho. Estos números corresponden a capas electrónicas externas completas que confieren una gran estabilidad a cada átomo y, por ende, a la molécula. CARACTERÍSTICAS DE LA MOLÉCULA DE AGUA De acuerdo con Rojas-Solano y Brenes Esquivel (2005) las características de la molécula de agua son:  Biología 35 El agua tiene una estructura tetraédrica La molécula de agua (H2O) tiene forma de “V” significa que, desde el punto de vista estructural, se le representa como un tetraedro irregular, con el átomo de oxígeno en el centro, los dos enlaces de éste con los hidrógenos ocupan los vértices del tetraedro, mientras que los electrones no compartidos del oxígeno en el orbital 2sp3 híbrido, ocupan los dos vértices restantes, de modo que el ángulo entre los dos hidrógenos es de 104,5º y una distancia de 0,96 Aº. Figura 1 Estructura tetraédrica de la molécula de agua La molécula de agua forma dipolos En el agua, los enlaces covalentes implican a dos átomos distintos de hidrógeno, cada uno de los cuales comparte su único electrón con el átomo de oxígeno. Un núcleo de oxígeno atrae a los electrones más que el protón único del núcleo del hidrógeno; en otras palabras, los átomos de oxígeno son más electronegativos que los de hidrógeno. El resultado es que se suscita una distribución desigual de cargas dentro de cada enlace O—H en la molécula de agua, con el oxígeno teniendo una carga negativa parcial (delta negativa) y el hidrógeno con una carga positiva parcial (delta positiva). Esta distribución desigual de la carga dentro del enlace se llama dipolo y se dice que el enlace es polar (Horton et al., 2008). Una de las consecuencias importantes de la polaridad de la molécula de agua es que dichas moléculas se atraen entre sí. La atracción entre uno de los átomos de hidrógeno, ligeramente positivo, de una molécula de agua y los pares de electrones parcialmente negativos en uno de los orbitales híbridos sp3, produce un “puente de hidrógeno”. En un puente de hidrógeno entre dos moléculas de agua, el átomo de hidrógeno permanece enlazado covalentemente a su átomo de oxígeno que es el donador de hidrógeno. Al mismo tiempo, está unido a otro átomo de oxígeno, llamado aceptor de hidrógeno. Los puentes de hidrógeno son mucho más débiles que los enlaces covalentes típicos. Un puente de hidrógeno es más estable cuando el átomo de hidrógeno y los dos átomos electronegativos asociados a él (los dos átomos de oxígeno, en el caso del agua) forman casi una línea recta. Una sola molécula de agua puede formar puentes de hidrógeno  Biología 36 hasta con otras cuatro moléculas de agua. Puede donar cada uno de sus dos átomos de hidrógeno a otras dos moléculas de agua y puede aceptar dos átomos de hidrógeno de otras dos moléculas de agua. Cada átomo de hidrógeno puede participar sólo en un puente de hidrógeno (Horton et al., 2008). Figura 2 Puentes de hidrógeno entre dos moléculas de agua (Horton et al., 2008) AGUA EN LA CÉLULA El agua se encuentra en la célula bajo dos formas: En estado libre y ligada. El agua en estado libre Representa el 95% del agua que se encuentra en la célula, interviene en el metabolismo y desempeña un papel como solvente estable e ionizante (Carrascal, s.f.). El agua ligada Representa el 5% del total del agua; comprende el agua de imbibición, que está ligada a la superficie de las proteínas; allí está fuertemente asociada, y para liberarla es necesario utilizar grandes cantidades de energía; y el agua de constitución, como la que está incluida en las proteínas fibrosas, en las cadenas polipeptídicas y otras (Carrascal, s.f.). PROPIEDADES DEL AGUA Poder solvente El agua es el mejor solvente, es decir, es capaz de disolver una gran cantidad de moléculas inorgánicas y orgánicas. La polaridad de la molécula de agua favorece la disociación de muchas moléculas formadoras de iones, los cuales participan en la regulación de propiedades biológicas como la contracción muscular, la permeabilidad y la transmisión de impulsos nerviosos. Al disolver una amplia variedad de moléculas, las sustancias acuosas dentro de una célula proporcionan un medio adecuado para las incontables reacciones químicas fundamentales para la vida. Hidrólisis Es una reacción química entre una molécula de agua y otra macromolécula, en la cual la molécula de agua se divide y rompe uno o más enlaces químicos y sus átomos pasan a formar unión de otra especie química. El término se utiliza ampliamente para reacciones de sustitución, eliminación y fragmentación (Morcillo, 1989) Las reacciones de hidrólisis digieren los polímeros y producen monómeros (Sadava, 2009).  Biología 37 Figura 3 Hidrólisis de la Lactosa Poder vaporizante El tránsito de cambio de estado del agua a vapor, se denomina calor latente de vaporización, donde a temperatura y presión constante la energía requerida posibilita el tránsito de fase entre agua líquida y agua gaseosa. Tiene un valor de 539.5 cal/g a 100°C. Por ejemplo: a 25°C el calor de vaporización del agua es de 581,1 cal/g. (Rodríguez y Marín, 1999). Tensión superficial Es la medida elevada de cohesión existente entre las moléculas de agua mediante los enlaces de puentes de hidrógeno. (Garrido et al., 2006) Como la fuerza de cohesión (fuerza de Van de Waals) entre las moléculas del agua es muy alta, permite que algunos insectos puedan desplazarse sobre ella sin hundirse (De Erice y González, 2012). Cohesión En la cohesión los puentes de hidrógeno mantienen a las moléculas fuertemente unidas, formando una estructura compacta que la convierte en un líquido casi incompresible (Audesirk et al., 2004). Adhesión Describe la tendencia del agua a adherirse a las superficies polares provistas de cargas pequeñas que atraen a las moléculas polares del agua. Ayuda al agua a moverse dentro de espacios pequeños, como los delgados tubos de las plantas que llevan agua desde la raíz hasta las hojas (Audesirk et al., 2004). Capilaridad Las moléculas de agua y las superficies sólidas se atraen entre sí. Este fenómeno recibe el nombre de adhesión y da al agua la propiedad de la capilaridad, lo que le facilita atravesar poros finos o moverse hacia arriba a considerable altura por delgados tubos, desafiando las fuerzas de gravedad. Por ejemplo: los árboles grandes extraen agua por las raíces y luego puede subir hasta las copas por los tubos delgados que forman el xilema, gracias a las fuerzas de adhesión y capilaridad (Monge et al.,2005). Tixotropía La tixotropía es la propiedad de que algunas sustancias modifican su viscosidad haciéndose más fluidos al aplicarles una fuerza constante, por ejemplo, en la fase de  Biología 38 agitación, cuanto más tiempo se somete al fluido a más esfuerzos disminuye su viscosidad. Por ejemplo, las disoluciones acuosas de gelatina de determinada concentración se solidifican a temperatura ambiente para formar un gel que se transforma por agitación en una disolución moderadamente viscosa, la cual después del cese de la agitación se gelifica nuevamente en el transcurso de unos minutos (Klages, 1968). FUNCIONES DEL AGUA Humanes y Cogolludo (2019) mencionan: Función de transporte Transporta sustancias del interior al exterior de la célula y viceversa. Función estructural Da forma y volumen a las células. Función termorreguladora Actúa en los cambios de temperatura para mantener el cuerpo a una temperatura constante (sudoración). Función química Actúa en las reacciones químicas como la hidrólisis o la condensación. Función lubricante Actúa como amortiguador de roces y golpes en las articulaciones. 3.2. SALES MINERALES Y ELECTROLITOS CARACTERÍSTICAS GENERALES Las sales minerales son compuestos neutros que se producen como resultado de la reacción de un ácido y una base (Gatica, 2015). Figura 4 Formación de las sales Na+ OH- Cl- H+ Cl- Na+ H2+ O- En estado sólido forman estructuras duras, como caparazones o esqueletos de algunos invertebrados marinos, o en huesos y dientes de vertebrados (De Erice y González, 2012). Cuando la sal está disuelta en agua, se disocia en iones (cationes y aniones). Así, el cloruro de sodio se disocia en Na+ y Cl-. Son ejemplos de iones con carga negativa o aniones, los cloruros (Cl-), los fosfatos (𝑃𝑂43− ), y los carbonatos (𝐶𝑂32− ). Los cationes son iones con  Biología 39 carga positiva como el sodio (Na+), el (Ca2+), el magnesio (Mg2+), y el hierro (Fe2+, Fe 3+). Una característica de las sales es que cuando se disocian no liberan iones H+ y OH-. FUNCIONES GENERALES Ejemplos de sales minerales lo constituyen el cloruro de sodio (NaCl), carbonato de calcio (CaCO3), fosfato de calcio (Ca3(PO4)2. Las sales minerales desempeñan un papel vital en el metabolismo, y se les encuentra en todos los plasmas (citoplasma celular, plasma intercelular, sangre, etc.), de los seres vivos. Sin el nivel adecuado de sales de sodio, las células experimentan cambios en su presión interna, los que pueden hacer que se hinchen, o bien, que colapsen. Las sales minerales más abundantes en el cuerpo humano son aquellas que contienen fósforo y calcio, sustancias depositadas en los huesos y dientes (Gatica, 2015). Por otro lado, tenemos a los iones o electrolitos que, según Garrido, et al. (2006) desempeñan funciones muy importantes en el metabolismo celular entre ellas: Participan en la regulación osmótica, en el equilibrio hídrico de la célula, están relacionados con el potencial de membrana lo que hace que haya movimiento de moléculas a través de ella, participan también en la función nerviosa, muscular, tienen función de cofactor enzimático, componentes de la estructura de proteínas y otros, componentes de la estructura ósea, actúan también como buffer o tampón regulando el pH de los fluidos corporales por ejemplo el bicarbonato (HCO3-) que es el tampón extracelular por excelencia. En vegetales, el sodio (Na+) se encuentra relacionado con el inicio de la fotosíntesis.  Biología 40 REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS Audesirk, T., Audesirk, G., Audesirk, B. y Byers, E. (2004). Biología, ciencia y naturaleza. https://books.google.es/ Carrascal, E. (s.f). 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No pertenece a una característica del agua: a) El hidrógeno se une al oxígeno mediante un enlace covalente. b) Es una molécula altamente disociante o ionizante. c) La molécula tiene una estructura angular, tetraédrica. d) Tiene una distribución asimétrica de cargas, es un dipolo. e) Dos moléculas de agua pueden unirse mediante puentes de hidrógeno. 3. La descomposición de moléculas complejas hasta simples en presencia del agua se denomina: a) Saponificación b) Desnaturalización c) Hidrólisis d) Ósmosis e) Tixotropía 4. La acción termorreguladora que cumple el agua en el organismo está relacionada con: a) Su carácter dipolar b) Su elevado calor de vaporización c) Su densidad d) Su elevada tensión superficial e) Su capacidad ionizante 5. Son propiedades del agua que están relacionadas: a) Tensión superficial – Cohesión b) Capilaridad – Tixotropía c) Adhesión – Calor vaporizante d) Hidrólisis – Capilaridad e) Calor vaporizante – Poder solvente 6. La disociación de muchas moléculas formadoras de iones (ionización) en presencia del agua, está favorecida por: a) Su poder vaporizante b) La polaridad de la molécula c) Su estructura tetraédrica d) Las fuerzas de cohesión y de adhesión e) La capilaridad  Biología 42 7. Cuando una molécula de agua se une a otras moléculas de agua o a cualquier otra molécula polar, lo hace mediante: a) Enlace glucosídico b) Puentes de hidrógeno c) Puentes disulfuro d) Enlaces covalentes e) Enlace peptídico 8. Hasta con cuántas otras moléculas de agua, puede una molécula de agua formar puentes de hidrógeno: a) 1 b) 2 c) 3 d) 4 e) 5 9. Es la propiedad del agua que está relacionada con la formación de membranas biológicas: a) Elevado poder vaporizante. b) Carácter dipolar. c) Mayor densidad al estado líquido. d) Elevada tensión superficial. e) Capacidad hidrolítica. 10. En la célula, el tipo de agua que se halla en mayor porcentaje y sirve como solvente metabólico y medio dispersante para diferentes moléculas, es comúnmente denominada: a) Destilada b) De imbibición c) Libre d) De constitución e) Ligada 11. No se encuentra entre las funciones del agua: a) Amortiguadora de pH b) Termorreguladora c) Lubricante d) Estructural e) Transportadora  Biología 43 12. No corresponde a una característica de las sales minerales: a) En presencia de agua, las sales se disocian en iones. b) Ayudan a regular el balance hídrico dentro y fuera de las células. c) Forman estructuras duras, como los esqueletos y los caparazones de animales. d) Al disociarse en medios acuosos, todas las sales liberan iones H+ y OH-. e) Las sales más abundantes del cuerpo son las que contienen calcio y fósforo. 13. Es constituyente del principal amortiguador o tampón de fluidos extracelulares, como la sangre: a) Fosfato b) Magnesio c) Sulfato d) Bicarbonato e) Potasio 14. Se encuentran entre los electrolitos más abundantes del medio intracelular: a) Sodio y cloro b) Cloro y bicarbonato c) Potasio y magnesio d) Calcio y potasio e) Fosfato y sodio 15. Es el electrolito que mantienen la presión osmótica en el medio intracelular: a) Potasio b) Sodio c) Calcio d) Bicarbonato e) Fosfato 16. Se encuentra entre las funciones del magnesio: a) Es un amortiguador o tampón del pH en el medio intracelular. b) Participa en la transmisión de impulsos nerviosos. c) Forma parte del grupo porfirina presente en la molécula de clorofila. d) Participa en la coagulación sanguínea. e) Interviene en la regulación de la presión osmótica. 17. Es el catión más abundante del organismo, que participa como estabilizador de membranas y como factor de la coagulación sanguínea: a) Calcio b) Magnesio c) Potasio d) Sodio e) Fosfato  Biología 44 18. Son los iones que presentan mayor concentración en el medio extracelular: a) Potasio y magnesio b) Fosfato y potasio c) Magnesio y bicarbonato d) Sodio y cloro e) Potasio y sodio 19. El enunciado correcto acerca del sodio es: a) Participa en la estabilización de la membrana celular b) En elevadas concentraciones puede causar hipertensión arterial c) Es un tampón del pH del medio intracelular d) Estabiliza la unión de las subunidades ribosomales e) Es un amortiguador del pH del medio extracelular 20. Son iones que participan en la formación y mantenimiento de los huesos: a) Sodio y potasio b) Calcio y cloro c) Magnesio y sodio d) Potasio y cloro e) Calcio y fosfato 21. Las variaciones del pH en el citoplasma celular son controladas gracias a la acción amortiguadora del ion: a) Sodio b) Fosfato c) Magnesio d) Potasio e) Calcio 22. Es el ion encargado de promover la unión de las subunidades ribosomales durante la síntesis proteica: a) Calcio b) Potasio c) Cloro d) Magnesio e) Sodio 23. Son electrolitos que participan en la regulación de la presión osmótica y el balance hídrico en el organismo: a) Cobre y calcio b) Cloruro y fosfato c) Potasio y sodio d) Magnesio y sulfato e) Fosfato y bicarbonato  Biología 45 24. Son iones que regulan el potencial de membrana, para lo cual son bombeados por proteínas transportadoras, ya sea hacia el exterior o hacia el interior de la célula: a) Magnesio y potasio b) Calcio y cloro c) Sodio y potasio d) Fosfato y sodio e) Sodio y magnesio 25. El ADN, el ARN y el ATP tienen en común el hecho de presentar en su estructura molecular: a) Sodio b) Magnesio c) Potasio d) Bicarbonato e) Fosfato  Biología 46 ÍNDICE TEMA 4 BIOMOLÉCULAS O PRINCIPIOS INMEDIATOS ACTIVOS ORGÁNICOS 4.1. Carbohidratos 48 4.1.1. Características 48 4.1.2. Funciones 48 4.1.3. Clasificación de los carbohidratos 49 4.2. Lípidos 53 4.2.1. Características 53 4.2.2. Funciones 53 4.2.3. Composición molecular de los lípidos 54 4.2.4. Clasificación de los lípidos 56 4.3. Proteínas 60 4.3.1. Características 60 4.3.2. Funciones 61 4.3.3. Composición molecular de las proteínas: Aminoácidos 62 4.3.4. Clasificación de las proteínas 65 4.4. Ácidos nucleicos 67 4.4.1. Composición química de los ácidos nucleicos: Nucleótidos 68 4.4.2. Ácido desoxirribonucleico (ADN) 71 4.4.2.1. Generalidades 71 4.4.2.2. Modelo de la doble hélice 72 4.4.2.3. Replicación del ADN 72 4.4.2.4. Funciones del ADN 74 4.4.3. Ácido ribonucleico (ARN) 74 4.4.3.1. Generalidades 74 4.4.3.2. Transcripción 75 4.4.3.3. Tipos de ARN 76 4.4.3.4. Traducción 77 4.4.3.5. Funciones del ARN 78 Referencias Bibliográficas 79  Biología 47 ÍNDICE DE TABLAS Tabla 1 Aminoácidos esenciales y no esenciales 63 Tabla 2 Nomenclatura de los nucleósidos y los nucleótidos 70 ÍNDICE DE FIGURAS Figura 1 Estructura piranosa y furanosa 49 Figura 2 Estructura furanosa de las pentosas de los ácidos nucleicos 50 Figura 3 Formación de los oligosacáridos 51 Figura 4 Estructura del glucógeno 52 Figura 5 Estructura genérica de un ácido graso saturado 54 Figura 6 Estructura genérica de un ácido graso no saturado 55 Figura 7 Estructura genérica del glicerol o glicerina 56 Figura 8 Estructura genérica de la esfingosina 56 Figura 9 Triglicérido con enlaces éster 56 Figura 10 Composición de un fosfoglicérido 58 Figura 11 Composición de una esfingomielina 58 Figura 12 Estructura del colesterol 60 Figura 13 Actividad enzimática 62 Figura 14 Estructura básica de un aminoácido 62 Figura 15 Formación de un enlace peptídico 64 Figura 16 Estructuras de un dipéptido y un polipéptido 64 Figura 17 Estructura de un nucleótido 68 Figura 18 Estructura de las purinas 68 Figura 19 Estructura de las pirimidinas 69 Figura 20 Estructura de los azúcares ribosa y desoxirribosa 69 Figura 21 Estructura del grupo fosfato 69 Figura 22 Estructura de un nucleótido de adenina 70 Figura 23 Formación de los enlaces fosfodiéster entre nucleótidos 70 Figura 24 Nucleótidos formando la estructura del ADN 71 Figura 25 Modelo de la doble hélice 72 Figura 26 Replicación del ADN 74 Figura 27 Dogma central de la Biología 75 Figura 28 Proceso de transcripción 76 Figura 29 Tipos de ARN 77 Figura 30 Proceso de traducción 78  Biología 48 TEMA 4 BIOMOLÉCULAS O PRINCIPIOS INMEDIATOS ACTIVOS ORGÁNICOS 4.1. CARBOHIDRATOS 4.1.1. CARACTERÍSTICAS Los carbohidratos, también llamados glúcidos o hidratos de carbono, son moléculas orgánicas formadas por C, H y O, en cuya estructura presentan la relación de 2:1 entre el hidrógeno y el oxígeno (Sadava & Purves, 2009), que es la misma que en el agua. Son los productos primarios elaborados durante la fotosíntesis (Cervantes & Hernández, 2015) Los azúcares, almidones y celulosa son los ejemplos más comunes. En los seres vivos los carbohidratos son la fuente más importante de energía para el metabolismo celular y la mayor fuente de constituyentes estructurales de células y tejidos. Su fórmula empírica es: (CH2O)n 4.1.2. FUNCIONES Basándonos en lo señalado por De Erice y González (2012) podemos afirmar que los carbohidratos son las biomoléculas más abundantes en la naturaleza y que cumplen principalmente las siguientes funciones: Fuente inmediata de energía para las células: ya que proporcionan al organismo la energía de arranque, necesaria para realizar todas las actividades vitales. Reserva energética: Como reservas de energía las células utilizan polisacáridos sencillos formados por unidades de glucosa principalmente el Glucógeno en animales, almacenado en tejidos como el hígado y músculos, y el almidón en las plantas (Alberts et al., 2010) Participan como soporte mecánico: Entre estos tenemos a los polisacáridos: celulosa, principal componente de las paredes celulares vegetales, y a la quitina en los exoesqueletos de insectos y las paredes celulares de los hongos (Alberts et al., 2010) y también algunos glúcidos que unido a proteínas o lípidos son componentes estructurales de las membranas celulares. Además, es importante señalar que durante la vía metabólica de los carbohidratos se sintetizan ácidos grasos y productos aminados.  Biología 49 4.1.3. CLASIFICACIÓN DE LOS CARBOHIDRATOS I. MONOSACÁRIDOS Son los azúcares más simples, que se caracterizan por tener sabor dulce, porque al estado sólido son cristalinos y son solubles en agua (Castellano et al., 2015). Según la naturaleza del grupo carbonilo, pueden ser aldosas, si poseen grupo aldehído (CHO) o cetosas, cuando poseen grupo cetona (C=O). El grupo aldehído siempre se encuentra al final (en el extremo) de la cadena (carbono 1), mientras que el grupo cetona ocupa cualquier otra posición intermedia. Ambos tipos de monosacáridos llevan, además del grupo carbonilo, un grupo hidroxilo unido a cada uno de los otros átomos de carbono de la molécula (Nelson y Cox, 2008). Sólo una pequeña cantidad de monosacáridos se encuentran como cadenas abiertas, la mayoría de las moléculas de cinco y seis carbonos se presentan cicladas, en anillo al interior de las células (Cooper & Hausman, 2011) Para la formación del anillo, el grupo funcional aldehído o cetona reacciona con el grupo hidroxilo del penúltimo carbono. En la estructura cíclica piranosa, el anillo está formado por 5 átomos de carbono con 6 vértices, como ocurre en la glucosa y la galactosa, mientras que, el anillo de furanosa está constituido por 4 átomos de carbono con 5 vértices, por ejemplo, en la fructosa y la ribosa. Figura 1 Estructura piranosa y furanosa GLUCOPIRANOSA FRUCTOFURANOSA POR EL NÚMERO DE ÁTOMOS DE CARBONO como explica De Robertis & Hib (2012) los monosacáridos se subdividen en: a) Triosas Como el gliceraldehido y la dihidroxiacetona. Son productos intermediarios en la degradación de la glucosa b) Tetrosas Eritrosa, treosa, eritrulosa. c) Pentosas Las más importantes son la ribosa y la desoxirribosa, que son los azúcares que forman parte de la composición de ácidos nucleicos: ARN y ADN, Arabinosa, Xilosa, Xilulosa, Ribulosa azúcar utilizada en la fotosíntesis para la fijación del CO2  Biología 50 Figura 2 Estructura furanosa de las pentosas de los ácidos nucleicos RIBOSA DESOXIRRIBOSA d) Hexosas Las principales son: Glucosa Es el monosacárido más abundante en la naturaleza y es un producto de la fotosíntesis. Se encuentra en los vegetales, en la sangre de los mamíferos y del hombre. Constituye la principal fuente de energía de todos los seres vivos (De Robertis & Hib, 2012) Puede encontrarse en forma libre o combinada, constituyendo disacáridos; también es unidad monomérica de los polímeros como el almidón, el glucógeno y la celulosa. Fructosa Es una hexosa de importancia en los seres vivos. Se presenta ya sea en forma libre o unida a la glucosa, formando disacáridos; además es la unidad constituyente de la inulina. Galactosa No se encuentra en forma libre sino combinada con la glucosa, para formar lactosa; también está unida a los lípidos denominados cerebrósidos. Manosa Es el azúcar constituyente de glicoproteínas de origen animal. II. OLIGOSACÁRIDOS Son cadenas cortas de carbohidratos, formados por dos a diez unidades de monosacáridos, unidos mediante un enlace covalente, denominado O-glucosídico u O-glicosídico (Nelson y Cox, 2008) que se establece mediante una reacción de condensación, en la que la formación del enlace supone la liberación de una sola molécula de H2O, el enlace generado se puede romper a través del proceso inverso que es la Hidrolisis (Alberts et al., 2010).  Biología 51 Figura 3 Formación de los oligosacáridos Entre los oligosacáridos más importantes tenemos: DISACÁRIDOS Son los oligosacáridos más abundantes. Están formados por la unión de dos monosacáridos, iguales o diferentes, mediante el enlace covalente O-glucosídico, que se forma cuando el grupo hidroxilo (OH) de un monosacárido reacciona con el carbono anomérico del otro. Los disacáridos pueden ser hidrolizados para obtener los monosacáridos libres que lo componen (Nelson y Cox, 2008). Adicionalmente, los disacáridos se caracterizan por ser dulces, hidrolizables y cristalizables. Su fórmula es: C12H22O11. Los principales disacáridos con interés biológico son: Maltosa Resulta de la unión de glucosa + glucosa, con enlace α (1,4). Lactosa Conocida también como “azúcar de la leche”, resulta de la unión de galactosa + glucosa, mediante enlace β (1, 4). Celobiosa Resulta de la unión de glucosa + glucosa, con enlace β (1, 4). Sacarosa o sucrosa También llamada “azúcar de caña o de remolacha”: Es el producto de la unión de glucosa + fructosa, mediante enlace α (1, 2). Trehalosa Resulta de la unión de glucosa + glucosa, con enlace α (1,1). Es el azúcar de la sangre de los insectos. III. POLISACÁRIDOS Son carbohidratos formados por muchos monómeros de hexosas, unidos mediante enlaces glucosídicos, con la correspondiente pérdida de moléculas de agua, al hidrolizarse da lugar a monosacáridos (De Robertis & Hib, 2012) Los polisacáridos se dividen en dos grupos: los homopolisacáridos y los heteropolisacáridos. A continuación, desarrollaremos el primer grupo, por considerarse el de mayor importancia biológica.  Biología 52 HOMOPOLISACÁRIDOS: Están constituidos por unidades de monosacáridos del mismo tipo, como la glucosa. Son polímeros lineales o ramificados cuya fórmula es (C6H10O5)n. Se caracterizan por no ser dulces y ser insolubles en agua, y desempeñan funciones de reserva energética y estructural. Los homopolisacáridos pueden ser a su vez: a) DE ALMACENAMIENTO O DE RESERVA NUTRICIONAL. Se depositan en forma de gránulos en el citoplasma de las células. Estos son: Almidón Propio de los vegetales, es un producto de la fotosíntesis que constituye material de reserva en estos organismos. Este fitopolisacárido está constituido por dos polímeros: Amilosa: Polímero formado por cadenas largas de estructura lineal, con enlaces glucosídicos  1,4 que se establecen entre los residuos de -glucosa. Amilopectina: Formada por cadenas de estructura muy ramificada. Glucógeno o almidón animal Propio de los animales, está compuesto de casi 32,000 residuos de glucosa. Es una molécula de estructura ramificada y más compacta que la amilopectina. Se encuentra almacenado principalmente en las células hepáticas y fibras musculares. Las moléculas de glucosa están ligadas por uniones α1-4 y α1-6 Figura 4 Estructura del glucógeno, (Cooper & Hausman, 2011)  Biología 53 b) DE ESTRUCTURA Celulosa Formada hasta por 15,000 residuos de β-glucosas unidas con enlaces glucósidos β 1, 4. Tiene una estructura de cadena lineal. Es el principal constituyente de la pared celular vegetal, donde se encuentra organizada en haces de cadenas paralelas que forman fibrillas. Ej., las fibras de algodón. Quitina Formada por un derivado glucídico llamado N-Acetil glucosamina (Alberts et al., 2010). Es constituyente de la pared celular de los hongos y también se halla en el exoesqueleto de los artrópodos. 4.2. LÍPIDOS 4.2.1. CARACTERÍSTICAS Los lípidos son un grupo variado de moléculas orgánicas (Audesirk et al., 2013). No obstante, tienen propiedades comunes como la de ser insolubles en agua, pero solubles en solventes orgánicos, como el cloroformo, el benceno, el éter, el alcohol y la acetona (Vázquez, 2018). Tales propiedades se deben a que poseen largas cadenas hidrocarbonadas alifáticas o anillos bencénicos que son estructuras no polares o hidrofóbicas, estas cadenas pueden estar ligadas a un grupo polar (grupo carboxilo (-COOH)) que les permite unirse al agua. (De Robertis & Hib, 2012) es por esta razón que son consideradas moléculas anfipáticas (Audesirk et al., 2013) Básicamente los lípidos están formados casi completamente por átomos de carbono e hidrógeno (Audesirk et al., 2013) y de oxígeno en menor proporción, en su estructura molecular no existe la relación de 2:1 entre los átomos hidrógeno y oxígeno (Karp, 2009; Gatica, 2015), algunos también contienen átomos de nitrógeno, fosforo o azufre (Guerrido et al., 2006) 4.2.2. FUNCIONES Fuente de energía importante en la dieta alimenticia. Almacenamiento de energía. Aislantes térmicos: debido a que conducen el calor en forma muy lenta, en los animales, incluido el hombre, se almacenan debajo de la piel, donde ayudan a retener el calor del cuerpo. Protección: se ubican alrededor de órganos delicados, ayudan a protegerlos del daño físico. Componentes estructurales de las membranas biológicas. Regulación de procesos fisiológicos, tal es el caso de las hormonas esteroideas, prostaglandinas y vitaminas liposolubles.  Biología 54 4.2.3. COMPOSICIÓN MOLECULAR DE LOS LÍPIDOS a) ÁCIDOS GRASOS Son cadenas hidrocarbonadas alifáticas que en uno de los extremos presentan al grupo carboxilo, mediante el cual se esterifica al grupo hidroxilo del alcohol (Cooper & Hausman, 2011). Contienen un número par de átomos de carbono (De Robertis & Hib, 2012). Como señala Audesirk et al. (2013), “la diferencia entre una grasa producida por los animales (como el sebo, la mantequilla y la manteca) que es sólido a temperatura ambiente y un aceite (como los de maíz, canola y soya) presente principalmente en las semillas de plantas, radica en la estructura de sus ácidos grasos”. Así, los ácidos grasos pueden ser de dos tipos: saturados o insaturados. Ácidos grasos saturados. Se caracterizan por presentar solamente enlaces sencillos en sus cadenas hidrocarbonadas; entonces, al no existir dobles enlaces, dichas cadenas son rectas y pueden agruparse muy estrechamente, formando estructuras solidas a temperatura ambiente (Audesirk et al., 2013). Este tipo de ácidos grasos están presente mayormente en grasas de origen animal c