El Carbono

El carbono posee cuatro electrones y forma enlaces covalentes estables con otros átomos de carbono. Puede formar largas cadenas de átomos (macromoléculas). Los enlaces pueden ser simples, dobles o triples, y el carbono puede unirse a otros elementos. Los cuatro enlaces forman un tetraedro imaginario, lo que permite la formación de estructuras tridimensionales.

Bacterias Rizobium

Las bacterias Rizobium fijan nitrógeno del aire y viven en simbiosis con las raíces de las leguminosas, donde forman abultamientos. Las bacterias proporcionan nitratos a la planta, mientras que la planta les suministra agua.

Biomoléculas

Las biomoléculas son moléculas que forman la materia de los seres vivos. Se clasifican en:

• Biomoléculas inorgánicas/sencillas: O₂, CO₂, H₂O, sales minerales.
• Biomoléculas orgánicas/complejas: Glúcidos, lípidos, proteínas, ácidos nucleicos, compuestos orgánicos.

Los tejidos más funcionales contienen más agua, mientras que los tejidos estructurales tienen menos.

Funciones de las Moléculas

• Estructural
• Energética
• Biocatalizadora

Principios Inorgánicos

El O₂ es esencial para la respiración y la fotosíntesis. El CO₂ es un producto de excreción que se elimina directamente a través de las membranas celulares en los organismos unicelulares. Las plantas necesitan CO₂ para la fotosíntesis y para vivir. El N₂ solo es utilizado por algunos organismos.

Agua

El agua es esencial para la vida. No todos los seres vivos tienen el mismo porcentaje de agua. Los organismos más viejos tienen arrugas debido a la menor cantidad de agua en sus tejidos. Los huesos tienen poca agua, mientras que la sangre tiene mucha.

Existe una relación directa entre el contenido de agua y la actividad fisiológica de un organismo. Las reacciones bioquímicas se realizan en un medio acuoso, por lo que los organismos más activos tienen mayor cantidad de agua.

El agua se distribuye en el cuerpo de la siguiente manera:

• Agua circulante (venas y arterias): 8%
• Agua intersticial (entre células): 15%
• Agua intracelular (dentro de las células): 40%

La combustión produce agua.

Propiedades del agua:

1. Elevada fuerza de cohesión
2. Elevada tensión superficial
3. Elevada fuerza de adhesión
4. Elevado calor específico
5. Elevado calor de vaporización
6. Alta conductividad
7. Mayor densidad en estado líquido que en estado sólido
8. Elevada constante dieléctrica
9. Transparencia
10. Bajo grado de ionización

Sales Minerales

Las sales minerales se encuentran en tres formas:

• Sustancias minerales precipitadas: Estructuras sólidas insolubles con función esquelética (por ejemplo, carbonato cálcico en conchas de moluscos).
• Sales minerales disueltas: Dan lugar a aniones y cationes (por ejemplo, Na⁺, K⁺, Ca²⁺, Mg²⁺, Cl^–, SO₄^2-, CO₃^2-, HCO₃^–, NO₃^–). Estos iones mantienen la salinidad y el pH.
• Iones antagónicos: K⁺ aumenta la turgencia celular, mientras que Ca²⁺ la disminuye.

Funciones de las sales minerales:

• Estabilizar dispersiones coloidales
• Mantener la salinidad del medio interno
• Regular el pH y constituir soluciones amortiguadoras

Tampón

Un tampón es una mezcla de una sal mineral y un ácido débil que evita cambios bruscos de pH.

Características de la Vida

• Compuestos por sustancias químicas, muchas de ellas orgánicas y exclusivas.
• Ocurren reacciones químicas.
• Desarrollo y crecimiento.
• Homeostasis.
• Excitabilidad y respuesta a estímulos.
• Reproducción.
• Evolución y cambio con el tiempo.

Niveles de Organización de la Materia

1. Partículas elementales
2. Partículas subatómicas
3. Átomos
4. Moléculas (simples y complejas)
5. Orgánulos
6. Células
7. Tejidos
8. Órganos
9. Aparatos/sistemas
10. Organismos
11. Poblaciones
12. Comunidades
13. Ecosistemas

Bioelementos

Existen alrededor de 70 bioelementos presentes en los seres vivos. Los bioelementos mayoritarios (98%) son:

• Bioelementos primarios (95%): C, H, O, N, P, S

Características de los bioelementos mayoritarios:

1. Masa atómica pequeña
2. Capa externa incompleta, lo que favorece la formación de enlaces covalentes estables
3. El O₂ y el N₂ son muy electronegativos, lo que da lugar a moléculas dipolares
4. El C y el N tienen la misma afinidad para unirse con O y H
5. Se incorporan fácilmente a los seres vivos desde el medio externo