Bioelementos y Biomoléculas: La Base de la Vida

Los bioelementos son los elementos químicos que constituyen la materia de los seres vivos. Se clasifican en:

• Primarios (99% de la masa celular): Carbono, Hidrógeno, Oxígeno y Nitrógeno (CHON).
• Secundarios (no superan el 2.5% de la masa total): Sodio (Na), Calcio (Ca), Potasio (K) y Magnesio (Mg).
• Oligoelementos (0.1%): Hierro (Fe), Cobre (Cu) y Zinc (Zn).

Biomoléculas

Son moléculas formadas por la combinación de bioelementos con funciones estructurales, funcionales y energéticas. Se clasifican en:

• Orgánicas: La materia viva donde el carbono es esencial. Forma largas cadenas con propiedades lineales o ramificadas. La mayoría son polímeros, como los glúcidos, lípidos, proteínas y ácidos nucleicos.
• Inorgánicas: De estructura sencilla y presentes también en el medio inerte, como el agua y las sales minerales.

El Agua y las Sales Minerales

El agua es la molécula más abundante en los seres vivos. Sus propiedades incluyen un gran poder disolvente, alta reactividad química, alto calor específico y elevado calor de vaporización. Por su parte, las sales minerales se presentan en forma sólida (función esquelética o de sostén) o en disolución (como iones).

Clasificación de los Glúcidos

• Monosacáridos: Moléculas sencillas de 3 a 9 átomos de carbono. Poseen grupos hidroxilo y un grupo aldehído (extremo) o cetona (interior). Ejemplos: glucosa (combustible principal), fructosa, ribosa (ARN) y ribulosa (fotosíntesis).
• Disacáridos: Formados por dos monosacáridos unidos por un enlace O-glucosídico (enlace covalente con liberación de H2O). Ejemplos: maltosa (glucosa + glucosa), lactosa (glucosa + galactosa) y sacarosa (glucosa + fructosa).
• Polisacáridos: Largas cadenas de monosacáridos. No son solubles ni dulces. Tienen funciones de reserva (almidón en plantas, glucógeno en animales) y estructurales (celulosa en paredes vegetales).

Lípidos y Proteínas

Los lípidos son insolubles en disolventes polares. Se dividen en:

• Saponificables: Contienen ácidos grasos (saturados o insaturados). Incluyen grasas (reserva energética y aislamiento), fosfolípidos (estructurales), ceras y glucolípidos.
• Insaponificables: No liberan ácidos grasos. Incluyen esteroides y terpenos.

Las proteínas se unen mediante enlaces peptídicos y cumplen funciones estructurales (glucoproteínas), de reserva (aminoácidos), transporte (hemoglobina), defensa (anticuerpos), contráctil y hormonal (insulina).

Ácidos Nucleicos

Los nucleótidos están formados por una pentosa, ácido fosfórico y una base nitrogenada. Se unen por enlaces fosfodiéster para formar:

• ADN (Ácido Desoxirribonucleico): Doble hélice con bases A, G, C, T. Contiene la información genética.
• ARN (Ácido Ribonucleico): Una sola cadena con bases A, G, C, U. Interviene en la síntesis de proteínas (transcripción y traducción en ribosomas).

La Célula: Unidad Básica de la Vida

La célula es la unidad capaz de realizar las funciones vitales. Su estructura básica incluye membrana plasmática, citoplasma y ADN.

• Procariotas: Sin núcleo definido (bacterias). Tienen pared celular, mesosomas y flagelos. Se reproducen por bipartición.
• Eucariotas: Con núcleo y orgánulos. Se dividen en animal (con centriolos y vacuolas pequeñas) y vegetal (con pared celular, plastos y vacuola grande).

Metabolismo Celular

Conjunto de reacciones químicas para sintetizar sustancias y obtener energía.

• Catabolismo: Degradación de moléculas complejas a sencillas para liberar energía (ATP). Es un proceso convergente.
• Anabolismo: Síntesis de moléculas complejas a partir de sencillas. Requiere energía y es un proceso divergente (ej. fotosíntesis).

La respiración celular es la oxidación completa de la glucosa. La fermentación es un proceso anaeróbico (láctica o alcohólica). La fotosíntesis transforma energía lumínica en química, liberando O2.

Organización de los Seres Vivos

Existen organismos unicelulares y pluricelulares con organización tipo talo (briofitos) o cormo. Los virus son estructuras proteicas con ácido nucleico que necesitan infectar células para replicarse (parásitos intracelulares). Otras formas no celulares incluyen plásmidos, viroides y priones.

Tejidos Vegetales y Animales

En vegetales encontramos tejidos meristemáticos (crecimiento) y adultos (parenquimáticos, de sostén como colénquima y esclerénquima, secretores, protectores y conductores como xilema y floema).

En animales destacan los tejidos epiteliales, conectivos (conjuntivo, adiposo, óseo, cartilaginoso y sanguíneo), musculares (estriado, cardíaco y liso) y el nervioso (neuronas y células gliales como astrocitos y microglía).

Reproducción y Ciclos Biológicos

El ciclo biológico incluye las fases unicelular (zigoto), crecimiento, madurez y reproducción. La reproducción puede ser:

• Asexual: Clones idénticos por mitosis (bipartición, gemación, esporulación, fragmentación).
• Sexual: Unión de gametos (meiosis) para generar variabilidad genética. La meiosis reduce a la mitad el número de cromosomas y permite el sobrecruzamiento.

Clasificación de los Seres Vivos (Taxonomía)

Los organismos se agrupan en taxones (especie, género, familia, etc.) dentro de los reinos:

• Moneras: Procariotas (arqueobacterias y eubacterias).
• Protoctistas: Protozoos y algas.
• Hongos: Heterótrofos con pared de quitina (zigomicetos, ascomicetos, etc.).
• Animales (Metazoos): Pluricelulares divididos en Parazoos (poríferos) y Eumetazos (cnidarios, platelmintos, moluscos, artrópodos, cordados, etc.).

Geología: Dinámica Terrestre

La evolución de las ideas geológicas pasó de hipótesis fijistas a movilistas. Alfred Wegener propuso la Deriva Continental (Pangea), que más tarde se consolidó con el modelo de expansión del fondo oceánico de Hess y la Teoría de la Tectónica de Placas.

Tectónica de Placas y Bordes

La litosfera se divide en placas que interactúan en sus límites:

• Divergentes: Las placas se separan (dorsales oceánicas, rifts).
• Transformantes: Desplazamiento lateral (falla de San Andrés).
• Convergentes: Choque de placas con destrucción de litosfera (subducción o colisión continental como el Himalaya).

El Ciclo de Wilson describe la apertura y cierre de los océanos. El paleomagnetismo ayuda a estudiar el movimiento de los continentes.

Procesos Geológicos Endógenos

• Magmatismo: Formación de magmas por aumento de temperatura o disminución de presión. Genera rocas plutónicas (granito) y volcánicas (basalto).
• Metamorfismo: Transformación de rocas por presión y temperatura sin llegar a la fusión. Puede ser de contacto, regional o dinámico. Genera rocas foliadas (pizarra, gneis) y no foliadas (mármol).

Deformaciones y Riesgos Geológicos

Los esfuerzos tectónicos (distensión, compresión, cizalla) causan deformaciones elásticas (terremotos), plásticas (pliegues: anticlinal/sinclinal) o roturas (diaclasas y fallas: normal, inversa, desgarre).

Estructura Interna de la Tierra y Mineralogía

El interior terrestre se estudia mediante métodos directos e indirectos (sísmico, gravimétrico). Se divide según el modelo geoquímico en corteza, manto y núcleo.

Minerales

Un mineral es un sólido inorgánico, natural, con estructura cristalina. Sus propiedades incluyen dureza, densidad, color y brillo. Se clasifican en:

• Silicatados: Los más abundantes (cuarzo, feldespatos, micas).
• No silicatados: Elementos nativos (oro), haluros, sulfuros (pirita), carbonatos y óxidos.

Los recursos minerales se aprovechan como gemas, fuentes de energía, materiales de construcción o menas metálicas.