Biología. Teorías del srcen de la vida Vitalismo 1-Teoría vitalista o vitalismo: sostiene que existe una energía vital entre la mente y el cuerpo. Esta energía es totalizadora, armoniza y otorga fnalidad a las unciones. a anatomía es el resultado de una uerza vital conormadora de la materia. El !om"re es una unidad indivisi"le en mente, cuerpo y uerza vital #$T%$&'( ) del atin *vitalis*, con vida+. Teoría "iolgica idealista explica todos los procesos de la actividad vital por actores especiales inmateriales, insertos, segn dic!a doctrina, en los organismos vivos ) Entelequia, * /readora de uerza*. *impulso !acia la orma*, etc.+ as uentes vitalistas se !allan en la doctrina platnica del alma ) 0sta, segn platn inunde espíritu al mundo animal y vegetal+ y de la teoría aristot0lica de la entelequia. &on sus representantes eorg &tall, 2a3o" 4ex3ull, 5ans 6riesc! en la actualidad ud7ig von 8ertalan9y, %loys ensel, Etc. El #italismo desvincula de las leyes materiales fsicoquímicas y "ioquímicas los procesos de la actividad vital. &o"ret odo la dependencia de que la vida sur;a de la materia inerte. < admite un srcen dierente o divino de la vida, o su preexistencia eterna. El vitalismo plantea el pro"lema de la esencia de la vida, el de la integridad, el de los fnes de la estructura y uncin de los seres vivos, el de la en"riogenia, el de la regeneracin, el de la in=amacin del organismo, etc. %sí por e;emplo, el proceso del desarrollo em"rionario, desde el punto de vista vitalista es una tendencia del germen de alcanzar un fn preesta"lecido. #italismo, aspecto del idealismo )las ideas o esencias inmateriales a"stractas preceden y dan srcen a lo material+ que argumenta que los organismos vivos )no la materia simple+ se distinguen de las entidades inertes porque poseen uerza vital que no es ni ísica, ni química )tam"i0n 0lan vital+. os vitalistas esta"lecen una rontera clara e inque"ranta"le entre el mundo vivo y el inerte. >ara esta corriente de pensamiento, la vida no se puede explicar por completo, con leyes fsico-químicas, y por ello sus seguidores no dan valor a las investigaciones "ioquímicas de c0lulas y organismos, ni consideran que tales tra"a;os conduzcan al conocimiento ltimo de la vida. >or defnicin, la uerza vital no es suscepti"le de ser estudiada de una orma empírica. Creacionismo &e denomina creacionismo al con;unto de creencias, inspirada en doctrinas religiosas, segn la cual la Tierra y cada ser vivo que existe actualmente proviene de un acto de creacin por uno o varios seres divinos, cuyo acto de creacin ue llevado a ca"o de acuerdo con un propsito divino.1 a creacin de %d?n, resco de 1@11 de 'iguel Angel en la /apilla &ixtina. >or extensin a esa defnicin, el ad;etivo BcreacionistaC se !a aplicado a cualquier opinin o doctrina flosfca o religiosa que defenda una explicacin del srcen del mundo "asada en uno o m?s actos de creacin por un dios personal, como lo !acen, por e;emplo, las religiones del i"ro. >or ello, igualmente se denomina creacionismo a los movimientos pseudocientífcos y religiosos que militan en contra del !ec!o evolutivo.D El creacionismo se destaca principalmente por los Bmovimientos antievolucionistasC, tales como el diseo inteligente,F cuyos partidarios "uscan o"staculizar o impedir la enseanza de la evolucin "iolgica en las escuelas y universidades. &egn estos movimientos creacionistas, los contenidos educativos so"re "iología evolutiva !an de sustituirse, o al menos contrarrestarse, con sus creencias y mitos religiosos o con la creacin de los seres vivos por parte de un ser inteligente. En contraste con esta posicin, la comunidad científca sostiene la conveniencia de dierenciar entre lo natural y lo so"renatural, de orma que no se o"staculice el desarrollo de aquellos elementos que !acen al "ienestar de los seres !umanos. as cosmogonías y mitos de car?cter creacionista !an estado y permanecen presentes en muy distintos sistemas de creencias, tanto monoteístas, como politeístas o animistas. El movimiento creacionista políticamente m?s activo y conocido es de srcen cristiano protestante y est? implantado, principalmente, en los Estados 4nidos. /reacionismo es una doctrina flosfca que asegura que cada cosa existente ue creada por una $nteligencia &uperior. as personas que se ad!ieren a esta doctrina son llamados creacionistas. 5ace aproximadamente @G aos, naci una rama del creacionismo llamada HTeoría del 6iseo inteligenteI. El creacionismo y la teoría del diseo inteligente )$6 en $ngl0s por $ntelligent 6esign+, no constituyen un cuerpo !omog0neo de pensamiento. 6entro de cualquiera de las dos ideologías, encontramos una amplia diversidad de razonamientos, las siguientes son las m?s importantes: Generación espontánea os primeros "ilogos de la %ntigJedad ya !a"ían comprendido ?cil y correctamente el modo segn el cual el proceso reproductor actua"a en los animales m?s comunes, y !a"ían o"servado que la vida de todo nuevo individuo tenía su inicio en el cuerpo emenino o, como mínimo, en los !uevos puestos por la madre. &in em"argo, durante muc!os siglos ue una conviccin comn que los animales m?s pequeos podían nacer de la materia no viva, por generacin espont?nea. El undador de esta teoría ue %ristteles, que, !acia mediados del siglo $# a. /., se dedic al estudio de las ciencias naturales. El flsoo sostenía que algunas ormas de vida, como los gusanos y los renacua;os, se srcina"an en el "arro calentado por el sol, mientras que las moscas nacían en la carne descompuesta de las carroas de animales. Estas convicciones errneas so"revivieron durante siglos !asta que, !acia mediados del siglo K#$$, el "ilogo italiano Lrancesco Medi )N1ODOP-1OQR+ demostr que las larvas de mosca se srcina"an en la carne tan slo si las moscas vivas !a"ían puesto previamente sus !uevos allí: por consiguiente, sostenía que ninguna orma de vida !a"ía podido nacer de la materia inanimada. Medi prepar algunos recipientes de vidrio que contenían carne del mismoysrcen entonceslos cu"ri la mitad de estos recipientes con gasa, de modo que pudieran transpirar de; a"iertos restantes contenedores. 6espu0s de algunos días o"serv que la carne contenida en los recipientes cu"iertos, aun cuando esta"a en putreaccin no contenía traza alguna de larvas, al contrario de lo que sucedía con la carne de los recipientes descu"iertos, en la que las moscas adultas !a"ían podido poner
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sus !uevos. Este experimento !a"ría podido demostrar defnitivamente que la vida slo podía srcinarse en otra orma de vida preexistente, pero no ue así: la teoría de la generacin espont?nea so"revivi dos siglos m?s, gracias al apoyo de los medios religiosos partidarios del pensamiento teolgico de %ristteles. En el mismo período, el fsilogo ingl0s illiam 5arvey )1@RS-1O@R+, tras su estudio so"re la reproduccin y el desarrollo de los ciervos, descu"ri que la vida de todo animal se inicia eectivamente en un !uevo, y un siglo despu0s el sacerdote italiano azzaro &pallanzani )1RDQ1RQQ+ comprendi la importancia de los espermatozoides en el proceso reproductor de los mamíeros. %unque estos descu"rimientos demostraron la validez de las tesis de 5arvey y &pallanzani, durante muc!o tiempo se continu sosteniendo la teoría de la generacin espont?nea, por lo menos en el caso de los animales muy pequeos, como los microorganismos !asta que en 1SO1, gracias a ouis >asteur )1SDD-1SQ@+ y a sus experimentos so"re las "acterias, ue defnitivamente reutada. >asteur cultiv "acterias en una solucin nutritiva contenida en unos cuantos "alones de vidrio los "alones esta"an provistos de un cuello largo en orma de &, desprovisto de tapn, que impedía el paso de los microorganismos externos. 6espu0s de una prolongada e"ullicin, o"serv que la solucin esta"a desprovista de toda orma de vida y que estas condiciones se mantenían durante varios meses. /on esta experiencia, >asteur descu"ri el principio de la esterilizacin, adem?s de otros procedimientos que todavía se utilizan !oy para destruir los microorganismos, y demostr así que ninguna orma de vida puede srcinarse espont?neamente de la materia inorg?nica, sino nicamente de la vida preexistente )onine vivum ex vivo+ 0ste es el denominado proceso de la "iog0nesis. Materialismo, mecanicismo 'uc!os científcos modernos son materialistas. Esto es, creen que la materia ísica es la nica y undamental realidad. &uponen que cada o";eto del /osmos, incluyendo la vida puede ser explicado en uncin de materia interactuante. os materialistas no aceptan la existencia de uerzas espirituales o so"renaturales. os "ilogos que creen en el materialismo est?n particularmente comprometidos con: )1+ pro"ar un srcen de la vida puramente materialista y )D+ pro"ar que la vida puede ser creada en el la"oratorio. 'uc!os científcos no son materialistas estrictos. el "ioquímico y creacionista 6r. %.E. ilder&mit! es uno de ellos y dice: *a vida se desarrolla en la materia, y la materia tiene que estar altamente organizada para llevar vida. os materialistas dicen que la vida ya que est? !ec!a de ?tomos, mol0culas y reacciones químicas es simple y nada m?s que química y que la vida ue srcinada por casualidad de reacciones químicas. %!ora, si la vida consiste de química solamente y nada m?s que química, la me;or manera de entender su real potencialidad es mirar a algunas de las sustancias químicas de la vida. < veremos que la vida no es meramente materia y química.* Lue el amoso científco y creacionista 6r. ouis >asteur, quien nos dio la primera evidencia científca de que los seres vivos no son producidos de materia no viviente. 6urante la Edad 'edia, alguna gente pensa"a que materia no viviente da"a srcen a seres vivos muy a menudo )generacin espontanea+, gusanos, insectos, ratones y otras criaturas se pensa"a que podían ser creados por materiales de su am"iente. El mecanicismo: /oncepcin mec?nica de los enmenos vitales. a+ Teoría atomista >ara !allar la g0nesis del concepto HazarI, !emos de remontarnos a los griegos. Emp0docles y 6emcrito ela"oran sus teorías flosfcas descartando el concepto de fnalidad como actor realmente explicativo. El amor y el odio, de los que Emp0docles !a"la, son para 0l simples uerzas, energías que no implican ninguna inteligencia ordenadora. En 6emcrito el azar se refere nicamente a la Hnecesidad ciegaI, con lo cual termina por identifcar el concepto de azar con el de ortuna, transmitiendo la idea de una completa ausencia de fnalidad. 6emcrito admite solamente los ?tomos y el vacío en el que 0stos se mueven, sin un HlogosI que en defnitiva los ordene y diri;a. El atomismo de 6emcrito y eucipo alum"r una concepcin, un modelo mecanicista de la naturaleza llevado !asta sus ltimas consecuencias: el 4niverso no est? presidido por plan por unaa inteligencia ni existe tampoco fnalidad inmanente quealguno prestetrazado inteligi"ilidad los procesostrascendente, naturales. El 4niverso es el resultado de una necesidad ciega y opaca que para el !om"re viene a conundirse con el azar. >ero la concepcin mecanicista, es decir, la consideracin de los organismos como mecanismos en los que no !ay m?s que un puro con;unto de elementos y uerzas ísico-químicas, tal explicacin podría ser sufciente dentro de un planteamiento estrictamente empírico, pero el científco sa"e que la realidad no se agota a ese nivel. Explicar los seres vivos atendiendo slo a sus componentes materiales es, en el ondo, no explicar, pues todo lo que existe !a requerido, adem?s de su materialidad, un diseo previo y una e;ecucin del diseo. "+ El mecanicismo cartesiano En siglo K#$$, a partir de la o"ra de alileo y, especialmente, de 6escartes, se conci"i la posi"ilidad de entender los enmenos vitales como reduci"les a leyes mec?nicas )lo que para los cartesianos, seguidores de una concepcin dualista entre mente y materia, no era aplica"le al caso del ser !umano+. % partir de su dierenciacin entre la sustancia pensante y la sustancia extensa, el mecanicismo cartesiano neg la existencia de alma en los animales, a los que considera"a como meras m?quinas. El mecanicismo ya !a"ía sido sustentado por 5o""es, y el descu"rimiento del mecanismo de la do"le circulacin de la sangre por parte de 5arvey en 1ODS, lo vino a reorzar. Esta concepcin del animal-m?quina, conce"ido como un autmata, condu;o a la radicalizacin del mecanicismo reduccionista, que tuvo sus m?ximos exponentes en los flsoos materialistas del siglo K#$$$: a 'ettrie, 6*5ol"ac! y 5elvetius. Panspermia >anspermia )del griego UV- Wpan, todoX y YZ[\U Wsperma, semillaX+ es la !iptesis que sugiere que las 8acterias o la esencia de la vida prevalecen diseminadas por todo el universo y que la vida comenz en la Tierra gracias a la llegada de tales semillas a nuestro planeta. Estas ideas tienen su srcen en algunas de las consideraciones del flsoo griego %nax?goras. El t0rmino ue
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acuado por el "ilogo alem?n 5ermann Mic!ter en 1SO@. Lue en 1QGS cuando el químico sueco &vante %ugust %rr!enius us la pala"ra panspermia para explicar el comienzo de la vida en la Tierra. El astrnomo Lred 5oyle tam"i0n apoy dic!a !iptesis. ]o ue sino !asta 1QGF cuando el químico ^y ganador del >remio ]o"el^ &vante %rr!enius populariz el concepto de la vida srcin?ndose en el espacio exterior. a teoría de la >anspermia afrma que la vida aparecida en la Tierra no surgi aquí, sino en otros lugares del universo, y que lleg a nuestro planeta utilizando los meteoritos y los asteroides como orma de desplazarse de un planeta a otro. 6ic!a teoría se apoya en el !ec!o de que las mol0culas "asadas en la química del car"ono, importantes en la composicin de las ormas de vida que conocemos, se pueden encontrar en muc!os lugares del universo. El astroísico Lred 5oyle tam"i0n apoy la idea de la panspermia por la compro"acin de que ciertos organismos terrestres, llamados extremflos, son tremendamente resistentes a condiciones adversas y que eventualmente pueden via;ar por el espacio y colonizar otros planetas. % la teoría de la >anspermia tam"i0n se la conoce con el nom"re de _teoría de la Exog0nesis_, aunque para la comunidad científca am"as teorías no sean exactamente iguales. a panspermia puede ser de D tipos: - >anspermia interestelar: Es el intercam"io de ormas de vida que se produce entre sistemas planetarios. - >anspermia interplanetaria: Es el intercam"io de ormas de vida que se produce entre planetas pertenecientes al mismo sistema planetario. a explicacin m?s aceptada de esta teoría para explicar el srcen de la vida es que algn ser vivo primitivo )pro"a"lemente alguna "acteria+ viniera del planeta 'arte )del cual se sospec!a que tuvo seres vivos de"ido a los rastros de;ados por masas de agua en su superfcie+ y que tras impactar algn meteorito en 'arte, alguna de estas ormas de vida qued atrapada en algn ragmento, y entonces se dirigi con 0l a la Tierra, lugar en el que impact. Tras el impacto dic!a "acteria so"revivi y logr adaptarse a las condiciones am"ientales y químicas de la Tierra primitiva, logrando reproducirse para de esta manera perpetuar su especie. /on el paso del tiempo dic!as ormas de vida ueron evolucionando !asta generar la "iodiversidad existente en la actualidad. Teoría físico-qímica a Teoría quimiosint0tica tam"i0n llamada Teoría del srcen ísico-químico de la vida, desarrollada por %. $. (parin y 2. 8. &. 5aldane en los aos veinte, sugiere una síntesis a"itica, donde a partir de la com"inacin mayor de mol0culas como el oxígeno, el metano, el amoníaco y el !idrgeno )el cual le conería un car?cter reductor a la atmsera primitiva+, se srcinaron compuestos org?nicos de alta masa molecular gracias a la energía de la radiacin solar, la actividad el0ctrica de la atmsera y uentes de calor como los volcanes. %sí es como !a"ría de darse como resultado, que dic!os compuestos disueltos en los oc0anos primitivos, dieran srcen a su vez a las primeras ormas de vida. a o"ra de (parin y 5aldane, se apoya mutuamente con las premisas de /!arles 6ar7in y de Lriedric! Engels. >odríamos decir sintetizando que es un caldo primitivo rico en sustancias sencillas y ausencia de oxigeno li"re. >rimera etapa: ormacin de sustancias sencillas: !idratos de car"ono`amino?cidos`"ases !idrogenadas`?cidos grasos. &egunda etapa: ormacin de sustancias org?nicas comple;as: !idratos de car"ono)comple;o+`proteínas`acido`lípidos. Tercera etapa: surgimiento de las primeras ormas vivas )coacer"ados+: est?n todos como en una "olsa: -proteínas -!idratos de car"ono -lípidos -?cidos -?cidos nucleicos. a teoría ísico química propone: T(6%& %& '(E/4%& 6E (& &EME& #$#(& &E L(M'%M(] % >%MT$M 6E %& 8%&E& EK$&TE]TE& E] % %T'(&LEM% >M$'$T$#% /('( E 5$6M(E]( )5D+, 'ET%]( )/5+, %'(]$%/( )(5F+ < #%>(M 6E %4% )5D(+ /5(] estos gases ueron in=uidos por la energía solar, las descargas el0ctricas de las tormentas y las altas temperaturas. C!"#$C$!"%& '(% P%)M$T$%)!" *+ V$#+
M+T%)$+*%& '(% !)M+" *+ *!& P)$M%)!& !)G+"$&M!& V$#+
/ondiciones clim?ticas totalmente dierentes a las actuales temperaturas m?s elevadas y la composicin de la atmsera dierente.
&eres vivos est?n constituidos por su"stancias org?nicas y b de"emos estar presentes al inicio de la vida. os elementos undamentales, como: el car"ono, !idrgeno, oxígeno, nitrgeno, azure, soro, se com"inaron su"stancias como !idrocar"uros, car"ono e !idrgeno, existían en la atmsera primitiva.
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a atmsera primitiva permitía el paso de rayos ultravioleta, polvos csmicos y otro tipo de energía solar.
El !idrgeno y el nitrgeno ormaron su"stancias amoniacoles. 4n !idrocar"uro ligero como el metano )/5+ y el )metanol+, amoniaco )]5@+,
>roteínas.- as proteínas disueltas se agruparon, se separaron de la solucin del agua y ormaron pequeas gotas llamadas coacervados. os coacervados crecían, los sencillos destruían y los m?s comple;os se multiplica"an , "iparticin.
os coacervados intercam"ia"an con el medio am"iente y crecían los m?s comple;os y esta"les internamente su"sistían, presenta"an esta"ilidad de movimientos, organizacin y
ormaron una amina que es unlos reproduccin b tenían las principales compuesto presente en todos unciones vitales. seres vivos. Existían tormentas que El agua líquida o en orma de
Evolucionaron y se pereccionaron,
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producían grandes descargas el0ctricas, c!ocando con la atmsera y con los mares primitivos.
vapor se convirti en orma de !idrocar"uros de !ierro y otros metales, provenientes de las erupciones volc?nicas y ormaron amino?cidos y nucletidos sencillos para despu0s ormar proteínas y ?cidos nucleicos, %gua ]5@ >roteínas.
se alimentaron de su"stancias org?nicas del medio y al agotarse estos, desarrollaron la capacidad de ormar su"stancias org?nicas a partir de inorg?nicos surgi la otosíntesis y por lo tanto, surgieron las algas y otros organismos que realiza"an la otosíntesis, a partir de a!í surgieron los primeros animales.
Planteamiento de la teoría de ! parín. a teoría de (parin ue una de las teorías que se propusieron a mediados de siglo para intentar responder a la pregunta: &i un ser es generado de otro ser precedente, cmo surgi el primer serP, de !a"er#an sido5elmont rec!azada la teoría de la generacin espont?nea )deendida, entre otros,despu0s por 2an 8aptiste y 2o!n ]eed!am+ por los tra"a;os de Lrancesco Medi, azzaro &pallanzani y, especialmente, ouis >asteur %sí, (parin revis varias teorías, como la propia generacin espont?nea o la panspermia, interes?ndose en cmo la vida inicialmente !a"ía dado comienzo, y apoy?ndose en sus conocimientos de astronomía, geología, "iología y "ioquímica para explicar el srcen de la vida. Mesumi su o"ra y sus principales conclusiones en su exitoso li"ro El srcen de la vida, traducido a varios idiomas, entre ellos el ingl0s y el castellano. racias a sus estudios de astronomía, (parin sa"ía que en la atmsera del &ol, de 2piter y de otros cuerpos celestes, existen gases como el metano, el !idrgeno y el amoníaco. Estos gases son sustratos que orecen car"ono, !idrgeno y nitrgeno, los cuales, adem?s del oxígeno presente en "a;a concentracin en la atmsera primitiva y m?s a"undantemente en el agua, ueron los materiales de "ase para la evolucin de la vida. >ara explicar cmo podría !a"er agua en el am"iente ardiente de la Tierra primitiva, (parin us sus conocimientos de geología. os FG 3m de espesor medio de la corteza terrestre constituidos de roca magm?tica evidencian, sin duda, la intensa actividad volc?nica que !a"ía en la Tierra. &e sa"e que actualmente es expulsado cerca de un 1G de vapor de agua ;unto con el magma, y pro"a"lemente tam"i0n ocurría de esta orma antiguamente. a persistencia de la actividad volc?nica durante millones de aos !a"ría provocado la saturacin en !umedad de la atmsera. En ese caso el agua ya no se mantendría como vapor. (parin imagin que la alta temperatura del planeta, la actuacin de los rayos ultravioleta y las descargas el0ctricasanteriormente en la atmsera )rel?mpagos+ podrían !a"er reacciones químicas entre los elementos citados, esas reacciones daríanprovocado srcen a amino?cidos, los principales constituyentes de las proteínas, y otras mol0culas org?nicas. as temperaturas de la Tierra, primitivamente muy elevadas, "a;aron !asta permitir la usin del vapor de agua. En este proceso tam"i0n ueron arrastradas muc!os tipos de mol0culas, como varios ?cidos org?nicos e inorg?nicos. &in em"argo, las temperaturas existentes en esta 0poca eran todavía lo sufcientemente elevadas como para que el agua líquida continuase evapor?ndose y licu?ndose continuamente. (parin concluy que los amino?cidos que eran depositados por las lluvias no regresa"an a la atmsera con el vapor de agua, sino que permanecían so"re las rocas calientes. &upuso tam"i0n que las mol0culas de amino?cidos, con el estímulo del calor, se podrían com"inar mediante enlaces peptídicos. %sí surgirían mol0culas mayores de sustancias al"uminoides. &erían entonces las primeras proteínas en existir. a insistencia de las lluvias durante millones de aos aca" llevando a la creacin de los primeros oc0anos de la Tierra. < !acia ellos ueron arrastradas, con las lluvias, las proteínas y amino?cidos que permanecían so"re las rocas. 6urante un tiempo incalcula"le, las proteínas se acumularían en oc0anos primordiales de aguas templadas del planeta. as mol0culas se com"ina"an y se rompían y nuevamente volvía a com"inarse en una nueva disposicin. 6e esa manera, las proteínas se multiplica"an cuantitativa y cualitativamente. 6isueltas en agua, las proteínas ormaron coloides. a interaccin de los coloides llev a la aparicin de los coacervados. 4n coacervado es un agregado de mol0culas mantenidas unidas por uerzas electrost?ticas. Esas 4n mol0culas son sintetizadas llam coacervados a los proto"iontes. proto"ionte es un gl"uloa"iticamente. esta"le que es(parin propenso a la autosíntesis si se agita una suspensin de proteínas, polisac?ridos y ?cidos nucleicos. 'uc!as macromol0culas quedaron incluidas en coacervados. Es posi"le que en esa 0poca ya existieran proteínas comple;as con capacidad catalizadora, como enzimas o ermentos, que acilitan ciertas reacciones químicas, y eso acelera"a "astante el proceso de síntesis de nuevas sustancias. /uando ya !a"ía mol0culas de nucleoproteínas, cuya actividad en la maniestacin de caracteres !ereditarios es "astante conocida, los coacervados pasaron a envolverlas. %parecían microscpicas gotas de coacervados envolviendo nucleoproteínas. En aquel momento alta"a slo que las mol0culas de proteínas y de lípidos se organizasen en la perieria de cada gotícula, ormando una mem"rana lipoproteica. Esta"an ormadas entonces las ormas de vida m?s rudimentarias. Biomolclas %lementos iogensicos 'ateria #iva es un sistema coloidal cuyo medio de dispersin es el agua y cuya ase dispersa y est? constituida por dispersiones moleculares !e inicas de materias org?nicas !e inorg?nicas o los elementos químicos. Elementos 8iogen0sicos: 8io #ida enesicos (rigen de la vida 8iogen0sicos /oncepto: los elementos "iogen0sicos son todos aquellos elementos químicos que se designa para ormar parte de la materia viviente. &e clasifcan: &egn su recuencia y sus micros componentes
En la recuencia: 8ioelementos primarios o principales: son los elementos mayoritarios de la materia viva constituyen el Q@ de la masa total. Estos son: el car"ono )/+, !idrgeno )5+, oxígeno )(+ y el nitrgeno)]+. ue se encuentran en las legum"res, #egetales, ranos Elementos /ecam"rios: &on todos %quellos que se encuentran en todos los organismos /omo por e;emplo: 'agnesio, &odio, >otasio, 5ierro, %zure, /loro Todos ellos corresponden al G,G@ del 1GG del peso total del organismo. Elementos &ecundarios #aria"les: &on aquellos que se encuentran en concentraciones muy varia"les en los organismos unos en grandes cantidades y el otro en pocas cantidades como por e;emplo: hinc, Titanio, 8romo. Elementos 'icro componentes: &on %quellos que se encuentran en pequeas cantidades y se dividen en: Elementos $nvaria"les: &on aquellos que se encuentran en todas las especies vivientes en concentraciones sumamente "a;as, menos del G,GG@ del 1GG peso total del organismo. Elementos #aria"les: son aquellos que se encuentran en un organismo y en otro no como por e;emplo: >lata, 8erilo, Estroncio, %rs0nico, /romo, ]í3el, /o"alto. Bioelementos primarios o principales os elementos principales, son el car"ono )/+, el oxígeno )(+, el !idrgeno )5+, y el nitrgeno )]+, todos ellos capaces de ormar enlaces covalentes muy esta"les al tener acilidad para compartir electrones de sus capas externas adem?s se trata de enlaces covalentes polares. a polaridad de los compuestos los !ace solu"les en agua o capaces de ormar emulsiones o dispersiones coloidales y es de gran importancia para comprender la estructura de las mem"ranas "iolgicas y sus propiedades. 6ic!os elementos constituyen aproximadamente el Q@ de la materia viva. En el caso del car"ono, el ?tomo puede ormar cuatro enlaces covalentes, no slo con otros elementos, sino tam"i0n con otros ?tomos de car"ono para ormar cadenas y enlaces. El car"ono es el elemento esencial de todos los compuestos org?nicos. Bioelementos primarios os "ioelementos primarios son los elementos indispensa"les para ormar las "iomol0culas org?nicas )glcidos, lípidos, proteínas y ?cidos nucleicos+ /onstituyen el Q@ de la materia viva seca. &on el car"ono, el !idrgeno, el oxígeno, el nitrgeno, el soro y el azure )/, 5, (, ], >, &, respectivamente+. /ar"ono: tiene la capacidad de ormar largas cadenas car"ono-car"ono )macromol0culas+ mediante enlaces simples )-/5D-/5D+ o do"les )-/5/5-+, así como estructuras cíclicas. >ueden incorporar una gran variedad de radicales )(, -(5, -]5D, -&5, >(F-+, lo que da lugar a una variedad enorme de mol0culas distintas. os enlaces que orma son lo sufcientemente uertes como para ormar compuestos esta"les, y a la vez son suscepti"les de romperse sin excesiva difcultad. >or esto, la vida est? constituida por car"ono y no por silicio, un ?tomo con la confguracin electrnica de su capa de valencia igual a la del car"ono. El !ec!o es que las cadenas silicio-silicio no son esta"les y las cadenas de silicio y oxígeno son pr?cticamente inaltera"les, y mientras el dixido de car"ono, /(D, es un gas solu"le en agua, su equivalente en el silicio, &i(D, es un cristal slido, muy duro e insolu"le )sílice+. 5idrgeno: adem?s de ser uno de los componentes de la mol0cula de agua, indispensa"le para la vida y muy a"undante en los seres vivos, orma parte de los esqueletos de car"ono de las mol0culas org?nicas. >uede enlazarse con cualquier "ioelemento. Acido oleico, una cadena de 1S ?tomos de car"ono )"olas negras+ las "olas "lancas son ?tomos de !idrgeno y las ro;as tomos de oxígeno. (xígeno: es un elemento muy electronegativo que permite la o"tencin de energía mediante la respiracin aer"ica. %dem?s, orma enlaces polares con el !idrgeno, dando lugar a radicales polares solu"les en agua )-(5, -/5(, -/((5+. ]itrgeno: &e principalmente como grupo amino )-]5D+ presente en las proteínas ya que orma parte de todos los amino?cidos. Tam"i0n se !alla en las "ases nitrogenadas de los ?cidos nucleicos. >r?cticamente todo el nitrgeno es incorporado al mundo vivo como ion nitrato, por las plantas. El gas nitrgeno solo es aprovec!ado por algunas "acterias del suelo y algunas ciano"acterias. Lsoro. &e !alla principalmente como grupo osato )>(F-+ ormando parte de los nucletidos. Lorma enlaces ricos en energía que permiten su ?cil intercam"io )%T>+. %zure. &e encuentra so"re todo como radical sul!idrilo )-&5+ ormando parte de muc!as proteínas, donde crean enlaces disuluro esenciales para la esta"ilidad de la estructura terciaria y cuaternaria. Tam"i0n se !alla en el coenzima %, esencial para diversas rutas meta"licas universales, como el ciclo de jre"s. Bioelementos secndarios &on elementos que se encuentran en menor proporcin en los seres vivos. &e presentan en orma inica. El /alcio puede encontrarse ormando parte de los !uesos, conc!as, caparazones, o como elemento indispensa"le para la contraccin muscular o la ormacin del tu"o polínico. El &odio y el >otasio son esenciales para la transmisin del impulso nervioso. 2unto con el /loro y el $odo, contri"uyen al mantenimiento de la cantidad de agua en los seres vivos. El 'agnesio orma parte de la estructura de la mol0cula de la clorofla y el 5ierro orma parte de la estructura de proteína transportadora. El segundo grupo de elementos "iog0nicos est? ormado por el soro )>+, calcio )/a+, el magnesio )'g+, el sodio )]a+, el potasio )j+, el azure )&+ y el cloro )/l+ que se !allan en menores proporciones que los anteriores pero no por ello son menos importantes. < lo mismo ocurre con los oligoelementos, indispensa"les para la vida por el papel "iolgico que desempean. Entre los principales componentes tercer grupo yodo se !allan el !ierro )Le+, orma parte de la !emoglo"ina de la sangrede deeste los verte"rados, )$+, integrante de laque !ormona tiroxina producida por la tiroides, el manganeso )'n+, el co"re )/u+, el co"alto )/o+ y el cinc )hn+. os elementos "iogen0sicos tam"i0n son conocidos como "ioelementos, y a su vez orman las "iomol0culas que son las que orman a los seres vivos 0stas pueden conormarse de un mismo
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elemento repetido, en com"inaciones y algunas, como las proteínas llegan a constituirse de miles de ?tomos de elementos dierentes. Entre otros elementos "iogen0sicos est?n tam"i0n, el =or )L+, 'oli"deno )'+, co"alto )/o+, aluminio )%l+, "oro )8+, vanadio )#+, silicio )&i+, estao )&n+, níquel )]i+, cromo )/r+. os "ioelementos secundarios se clasifcan en dos grupos: los indispensa"les y los varia"les. 8ioelementos secundarios indispensa"les. Est?n presentes en todos los seres vivos. /alcio )/a+, sodio )]a+, potasio )j+, magnesio )'g+, cloro )/l+, !ierro )Le+ y yodo )$+. os m?s a"undantes son el sodio, el potasio, el magnesio y el calcio. os iones sodio, potasio y cloruro intervienen en el mantenimiento del grado de salinidad del medio interno y en el equili"rio de cargas a am"os lados de la mem"rana. os iones sodio y potasio son undamentales en la transmisin del impulso nervioso el calcio en orma de car"onato la lugar a caparazones de moluscos y al esqueleto de muc!os animales. El ion calcio acta en muc!as reacciones, como los mecanismos de la contraccin muscular, la permea"ilidad de las mem"ranas, etc. El magnesio es un componente de la clorofla y de muc!as enzimas. $nterviene en la síntesis y la degradacin del %T>, en la replicacin del %6] y en su esta"ilizacin, etc. 8ioelementos secundarios varia"les. Est?n presentes en algunos seres vivos. 8oro )8+, "romo )8r+, co"re )/u+, =or )L+, manganeso )'n+, silicio )&i+, etc. !ligoelementos os oligoelementos tam"i0n se denominan elementos traza, puesto que aparecen en muy "a;a proporcin en la materia viva )trazas+. %lguno de estos elementos no se manifesta en ciertos seres. &in em"argo, como el caso del &ilicio, puede ser muy a"undante en determinados seres vivos, como diatomeas, ramíneas o Equisetos. (ligoelementos: son aquellos elementos químicos que se encuentran presentes en orma residual. &on muy escasos o est?n en pequeísimas cantidades. En los seres vivos se !an aislado unos OG oligoelementos, pero solamente 1 de ellos pueden considerarse comunes para casi todos. Estos son: !ierro )Le+, manganeso )'n+, co"re )/u+, zinc )hn+, =or )L+, yodo )$+, "oro )8+, silicio )&i+, vanadio )#+, cromo )/r+, co"alto )/o+, selenio )&e+, moli"deno )'"+ y estao )&n+. Biomolclas inorgánicas Biomolclas os elementos "iog0nicos se unen por enlaces químicos para ormar las mol0culas constituyentes de los organismos vivos, que se denominan "iomol0culas o principios inmediatos. 'ediante la fltracin, la destilacin, la centriugacin y la decantacin se separan las "iomol0culas de un ser vivo. 8iomol0culas: $norgánicas/ %gua &ales minerales !rgánicas/ lcidos ípidos >roteínas Acidos nucleicos o nucletidos %l aga. Es la sustancia química m?s a"undante en la materia viva. El agua se encuentra en la materia viva en tres ormas: %gua circulante )sangre, savia+ %gua intersticial )entre las c0lulas, te;ido con;untivo+ %gua intracelular )citosol e interior de los org?nulos celulares+ a cantidad de agua presente en los seres vivos depende de tres actores: Especie: los organismos acu?ticos contienen un porcenta;e muy elevado de agua mientras que las especies que viven en zonas des0rticas tienen un porcenta;e muy "a;o. Edad del individuo: las estructuras "iolgicas de los organismos ;venes presentan una proporcin de agua mayor que las de los individuos de m?s edad. Tipo de te;ido u rgano: dado que las reacciones "iolgicas se llevan a ca"o en un medio acuoso, los te;idos con una gran actividad "ioquímica contienen una proporcin de agua mayor que los m?s pasivos. Estructura química del agua a mol0cula de agua est? ormada por la unin de un ?tomo de oxígeno y dos de !idrgeno mediante enlaces covalentes )cada ?tomo de 5 de una mol0cula comparte un par de electrones con el ?tomo de (+. a electronegatividad del ( es mayor que la del 5 por lo que los electrones compartidos se desplazan !acia el ?tomo de (. El ( posee cuatro electrones m?s sin compartir, lo que tiene dos consecuencias: a geometría triangular de la mol0cula. a presencia de una carga negativa d0"il en la zona donde se sitan los electrones no compartidos. Esto ltimo ;unto con la menor electronegatividad de los ?tomos de 5, crea una asimetría el0ctrica en la mol0cula de agua que provoca la aparicin de cargas el0ctricas parciales opuestas, de manera que la zona de los electrones no compartidos del ( es negativa y la zona donde se sitan los 5 es positiva. >or eso, la mol0cula de agua tiene car?cter dipolar. Esta polaridad avorece la interaccin entre las mol0culas de agua )la zona con carga el0ctrica parcial negativa de una de ellas es atraída por la zona con carga parcial positiva de otra+, esta"leci0ndose entre am"as un puente de !idrgeno. Estos puentes de !idrgeno se dan entre el 5 y ?tomos electronegativos )( y ]+. &on enlaces m?s d0"iles que los covalentes, se orman y se rompen constantemente )en el agua líquida cada enlace dura 1G-11 seg.+. >resentan una gran co!esin molecular y una gran esta"ilidad molecular. >ropiedades y unciones del agua >oder disolvente.
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6e"ido a la polaridad de su mol0cula, el agua se puede interponer entre los iones de las redes cristalinas de los compuestos inicos. >uede ormar puentes de !idrgeno con otras mol0culas no inicas. 4na orma de medir la capacidad de una sustancia para disolver compuestos inicos consiste en calcular el valor de su constante diel0ctrica. Esto da lugar a un proceso de disolucin en el que la mol0cula de agua se dispone alrededor de los grupos polares del soluto, llegando a desdo"larlos en aniones y cationes, que quedan así rodeados por mol0culas de agua. Esto se denomina solvatacin inica. 6e"ido a la existencia de puentes de !idrgeno. Estado líquido del agua a temperatura am"iente. racias a esto el agua acta como medio de transporte de las sustancias, como uncin de amortiguacin mec?nica y como líquido lu"ricante. íquido incompresi"le. Esta propiedad controla las deormaciones citoplasm?ticas y permite que el agua acte como esqueleto !idrost?tico en las c0lulas vegetales. /apilaridad o uerzas de ad!esin. Es la capacidad de unirse a mol0culas de otras sustancias. Esto permite que el agua ascienda por conductos estrec!os )accin capilar+ y la penetracin en algunas sustancias como las semillas )im"i"icin+. Elevada tensin superfcial. Esto quiere decir que la superfcie orece resistencia a romperse y acta como una mem"rana el?stica. Elevado calor específco. /uando se aplica calor al agua, parte de la energía comunicada se emplea en romper los puentes de !idrgeno. El agua tiene una uncin termorreguladora, es decir, mantiene esta"le la temperatura corporal. Elevado calor de vaporizacin. >ara pasar del estado líquido al gaseoso es necesario que los puentes de !idrgeno se rompan. a extensin de una película de agua so"re una superfcie "iolgica provoca su rerigeracin, ya que al evaporarse tomando energía t0rmica del medio provoca el enriamiento del con;unto. 6ensidad. El agua alcanza un volumen mínimo y la m?xima densidad a los k/. /uando el !ielo tiene una temperatura de Gk/ se orma un retículo molecular muy esta"le que tiene mayor volumen que el agua líquida, por lo que el !ielo es menos denso que el agua líquida a una temperatura menor de k/ y =ota so"re ella. Esto produce un aislamiento t0rmico que permite la vida acu?tica. &ales minerales. as sales minerales se pueden encontrar en los seres vivos de tres ormas: >recipitadas )constituyen estructuras slidas+: &ilicatos: caparazones de algunos organismos )diatomeas+, espículas de algunas espon;as y estructura de sost0n en algunos vegetales )gramíneas+. /ar"onato c?lcico: caparazones de algunos protozoos marinos, esqueleto externo de corales, moluscos y artrpodos, y estructuras duras )espinas de erizos de mar, dientes y !uesos+. Losato c?lcico: esqueleto de verte"rados. 6isueltas )dan lugar a aniones y cationes+: stas intervienen en la regulacin de la actividad enzim?tica y "iolgica, de la presin osmtica y del p5 en los medios "iolgicos generan potenciales el0ctricos y mantienen la salinidad. %sociadas a mol0culas org?nicas )osoproteínas, osolípidos y agar-agar+. Lunciones de las sales minerales /onstitucin de estructuras de sost0n y proteccin duras. Lunciones fsiolgicas y "ioquímicas. &istemas tampn. 'antenimiento de concentraciones osmticas adecuadas. os procesos "iolgicos dependientes de la concentracin de soluto en agua se denominan osmticos tienen lugar cuando dos disoluciones de dierente concentracin separadas por una mem"ranaysemipermea"le que no de;a pasar el soluto pero sí el disolvente. &e o"serva el paso del disolvente desde la disolucin m?s diluida )!ipotnica+ !acia la m?s concentrada )!ipertnica+ a trav0s de la mem"rana. /uando el agua pasa a la disolucin !ipertnica, 0sta se diluye, mientras que la disolucin !ipotnica se concentra al perderla. El proceso contina !asta que am"as igualan su concentracin, es decir, se !acen isotnicas. >ara evitar el paso de agua sería necesario aplicar una presin )presin osmtica+. Turgencia: si la concentracin del medio intracelular es mayor que la extracelular, la entrada excesiva de agua producir? un !inc!amiento. >lasmlisis: si la concentracin del medio intracelular es menor que la extracelular, la c0lula pierde agua y disminuye de volumen. Estos dos procesos pueden producir la muerte celular. 'antenimiento del p5 en estructuras y medios "iolgicos. B$!M!*%C(*+& !)G+"$C+& &on sintetizadas solamente por los seres vivos y tienen una estructura a "ase de car"ono. Est?n constituidas principalmente por car"ono, !idrgeno y oxígeno, y con recuencia est?n tam"i0n presentes nitrgeno, soro y azure otros elementos son a veces incorporados pero en muc!a menor proporcin. as "iomol0culas org?nicas pueden agruparse en cuatro grandes tipos. /%M8(5$6M%T(& os glcidos, car"o!idratos o sac?ridos )del griego YU[V que signiica HazcarI+ son mol0culas org?nicas porde/ar"ono, y (xígeno. &on que solu"les enad!erido. agua y se&on clasifcan de acuerdocompuestas a la cantidad car"onos5idrgeno o por el grupo uncional tienen la orma "iolgica primaria de almacenamiento y consumo de energía. (tras "iomol0culas son las grasas y, en menor medida, las proteínas. os glcidos desempean diversas unciones, siendo la de reserva energ0tica y ormacin de estructuras las dos m?s
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importantes. %sí, la glucosa aporta energía inmediata a los organismos, y es la responsa"le de mantener la actividad de los msculos, la temperatura corporal, la tensin arterial, el correcto uncionamiento del intestino y la actividad de las neuronas. ípidos os lípidos son un con;unto de mol0culas org?nicas, la mayoría "iomol0culas, compuestas principalmente por car"ono e !idrgeno y en menor medida oxígeno, aunque tam"i0n pueden contener soro, azure y nitrgeno, que tienen como característica principal el ser !idro"icas o insolu"les en agua y sí en disolventes org?nicos como la "encina, el alco!ol, el "enceno y el cloroormo. En el uso coloquial, a los lípidos se les llama incorrectamente grasas, aunque las grasas son slo un tipo de lípidos procedentes de animales. os lípidos cumplen unciones diversas en los organismos vivientes, entre ellas la de reserva energ0tica )triglic0ridos+, la estructural )osolípidos de las "icapas+ y la reguladora )esteroides+. os lípidos orman la mem"rana plasm?tica que constituye la "arrera que limita el interior de la c0lula y evita que las sustancias puedan entrar y salir li"remente de ella. En algunos organismos pluricelulares se utilizan tam"i0n para almacenar energía y para mediar en la comunicacin entre c0lulas. >roteínas as proteínas, de"ido a las características químicas de los amino?cidos que las orman, se pliegan de una manera específca y así realizan una uncin particular. &e distinguen las siguientes unciones de las proteínas: Enzimas, que catalizan las reacciones meta"licas. >roteínas estructurales, por e;emplo tu"ulina o col?geno. >roteínas reguladoras, por e;emplo los actores de transcripcin o ciclinas que regulan el ciclo de la c0lula. >roteínas sealizadoras y sus receptores, tales como algunas !ormonas. >roteínas deensivas, que incluyen desde los anticuerpos del sistema inmune !asta las toxinas )por e;emplo, la dendrotoxina de las serpientes+ y proteínas que contienen amino?cidos inusuales tales como la canavanina. +minoácidos &on sustancias cristalinas, casi siempre de sa"or dulce tienen car?cter ?cido como propiedad "?sica y actividad ptica químicamente son ?cidos car"nicos con, por lo menos, un grupo amino por mol0cula, DG amino?cidos dierentes son los componentes esenciales de las proteínas. %parte de 0stos, se conocen otros que son componentes de las paredes celulares. as plantas pueden sintetizar todos los amino?cidos, nuestro cuerpo solo sintetiza 1O, amino?cidos, 0stos, que el cuerpo sintetiza reciclando las c0lulas muertas a partir del conducto intestinal y cata"olizando las proteínas dentro del propio cuerpo. os amino?cidos son las unidades elementales constitutivas de las mol0culas denominadas >roteínas. &on pues, y en un muy elemental símil, los *ladrillos* con los cuales el organismo reconstituye permanentemente sus proteínas específcas consumidas por la sola accin de vivir. >roteínas que son los compuestos nitrogenados m?s a"undantes del organismo, a la vez que undamento mismo de la vida. En eecto, de"ido a la gran variedad de proteínas existentes y como consecuencia de su estructura, las proteínas cumplen unciones sumamente diversas, participando en todos los procesos "iolgicos y constituyendo estructuras undamentales en los seres vivos. 6e este modo, actan acelerando reacciones químicas que de otro modo no podrían producirse en los tiempos necesarios para la vida )enzimas+, transportando sustancias )como la !emoglo"ina de la sangre, que transporta oxígeno a los te;idos+, cumpliendo unciones estructurales )como la queratina del pelo+, sirviendo como reserva )al"mina de !uevo+, etc. os alimentos que ingerimos nos proveen proteínas. >ero tales proteínas no se a"sor"en normalmente en tal constitucin sino que, luego de su desdo"lamiento )*!idrlisis* o rotura+, causado por el proceso de digestin, atraviesan la pared intestinal en orma de amino?cidos y cadenas cortas de p0ptidos, segn lo que se denomina * circulacin entero !ep?tica*. Esas sustancias se incorporan inicialmente al torrente sanguíneo y, desde allí, son distri"uidas !acia los te;idos que las necesitan para ormar las proteínas, consumidas durante el ciclo vital. &e sa"e que de los DG amino?cidos proteicos conocidos, S resultan indispensa"les )o esenciales+ para la vida !umana y D resultan *semi indispensa"les*. &on estos 1G amino?cidos los que requieren ser incorporados al organismo en su cotidiana alimentacin y, con m?s razn, en los momentos en que el organismo m?s los necesita: en la disuncin o enermedad. os amino?cidos esenciales m?s pro"lem?ticos son el triptano, la lisina y la metionina. Es típica su carencia en po"laciones en las que los cereales o los tu"0rculos constituyen la "ase de la alimentacin. os d0fcit de amino?cidos esenciales aectan muc!o m?s a los nios que a los adultos. 5ay que destacar si proteínas alta uno solo ellos esenciales+ no ser? posi"le sintetizar ninguna que, de las en lade que sea)%mino?cido requerido dic!o amino?cido. Esto puede dar lugar a dierentes tipos de desnutricin, segn cu?l sea el amino?cido limitante. os (c!o )S+ Esenciales $soleucina: Luncin: 2unto con la -eucina y la 5ormona del /recimiento intervienen en la ormacin y reparacin del te;ido muscular. eucina: Luncin: 2unto con la -$soleucina y la 5ormona del /recimiento )55+ interviene con la ormacin y reparacin del te;ido muscular. isina: Luncin: Es uno de los m?s importantes amino?cidos porque, en asociacin con varios amino?cidos m?s, interviene en diversas unciones, incluyendo el crecimiento, reparacin de te;idos, anticuerpos del sistema inmunolgico y síntesis de !ormonas. 'etionina: Luncin: /ola"ora en la síntesis de proteínas y constituye el principal limitante en las proteínas de la dieta. El amino?cido limitante determina el porcenta;e de alimento que va a utilizarse a nivel celular. Lenilalanina: Luncin: $nterviene en la produccin del /ol?geno, undamentalmente en la estructura de la piel y el te;ido conectivo, y tam"i0n en la ormacin de diversas neuro!ormonas. Triptano: Luncin: Est? inplicado en el crecimiento y en la produccin !ormonal, especialmente en la uncin de las gl?ndulas de secrecin adrenal. Tam"i0n interviene en la síntesis de la serotonina, neuro!ormona involucrada en la rela;acin y el sueo. Treonina: Luncin:de 2unto con la con la -'etionina y el ?cido %sp?rtico ayuda al !ígado en sus unciones generales desintoxicacin. #alina: Luncin: Estimula el crecimiento y reparacin de los te;idos, el mantenimiento de diversos sistemas y "alance de nitrgeno.
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Proteínas as proteínas son los materiales que desempean un mayor nmero de unciones en las c0lulas de todos los seres vivos. >or un lado, orman parte de la estructura "?sica de los te;idos )msculos, tendones, piel, uas, etc.+ y, por otro, desempean unciones meta"licas y reguladoras )asimilacin de nutrientes, transporte de oxígeno y de grasas en la sangre, inactivacin de materiales txicos o peligrosos, etc.+. Tam"i0n son los elementos que defnen la identidad de cada ser vivo, ya que son la "ase de la estructura del cdigo gen0tico )%6]+ y de los sistemas de reconocimiento de organismos extraos en el sistema inmunitario. &on macromol0culas org?nicas, constituidas "?sicamente por car"ono )/+, !idrgeno )5+, oxígeno )(+ y nitrgeno )]+ aunque pueden contener tam"i0n azure )&+ y soro )>+ y, en menor proporcin, !ierro )Le+, co"re )/u+, magnesio )'g+, yodo )$+, etc... Estos elementos químicos se agrupan para ormar unidades estructurales llamados %'$](A/$6(&, a los cuales podríamos considerar como los *ladrillos de los edifcios moleculares proteicos*. &e clasifcan, de orma general, en 5oloproteinas y 5eteroproteinas segn est0n ormadas respectivamente slo por amino?cidos o "ien por amino?cidos m?s otras mol0culas o elementos adicionales no aminoacídicos. Biocatali0adores as reacciones químicas son procesos, en los que se produce la transormacin de unas sustancias iniciales o reactivos, en otras sustancias fnales o productos. Esto no ocurre directamente sino que se realiza a trav0s de una etapa intermedia, denominada etapa de transicin o estado activado. Este es un estado que dura muy poco tiempo, inesta"le y altamente energ0tico, en el que los reactivos se activan de"ilit?ndose alguno de sus enlaces, avoreciendo su ruptura y la ormacin de otros nuevos. >ara que los reactivos alcancen la etapa de transicin y la reaccin se produzca, es necesario suministrarles una cierta cantidad de energía. % esta energía se la denomina energía de activacin y se le puede suministrar calent?ndolos a T elevadas, someti0ndolos a descargas el0ctricas o mediante otras uentes de energía. os catalizadores son compuestos químicos de distinta naturaleza, que acilitan y aceleran las reacciones químicas, porque disminuyen la cantidad de energía de activacin que se necesita para que estas ocurran. os catalizadores no se consumen en la reaccin que catalizan, actan nicamente mediante su presencia. >or ello cuando termina la reaccin quedan li"res y pueden volver a utilizarse de nuevo, por lo que se necesitan en pequeas cantidades. os catalizadores que actan en los seres vivos se denominan "iocatalizadores y son imprescindi"les para que se produzcan las reacciones adecuadamente, por dos razones: 1. En los seres vivos los reactivos no pueden ser calentados a T elevadas, ni se pueden someter a uertes descargas el0ctricas ya que eso destruiría a las propias c0lulas. D. En los seres vivos se producen una enorme cantidad de reacciones químicas, lo que !aría necesario una enorme cantidad de energía, para que se pudieran llevar a ca"o. os "iocatalizadores son las enzimas, vitaminas y !ormonas aunque las que realmente intervienen como catalizadores son las enzimas. ]('E]/%T4M% < /%&$L$/%/$(] 6E %& E]h$'%& a orma de nom"rar a los enzimas !a cam"iado a lo largo de la !istoria, al principio se las ]om"r sin seguir unas normas )e;. pepsina, ptialina etc.+ y 0stos nom"res se siguen utilizando !oy día por la uerza de la costum"re, aunque actualmente a muc!as se las nom"ra con el nom"re del sustrato aca"ado en asa. E;. 'altasa, sacarasa etc. a orma m?s correcta de nom"rar a los enzimas es la siguiente: 1k. &e nom"ra el sustrato so"re el que acta. Dk. % continuacin el nom"re del coenzima, si lo !ay. Fk. >or ltimo la uncin que realiza aca"ado en asa. )E;. actato nicotidín des!idrogenasa. eneralmente el nom"re de la coenzima no se escri"e, de modo que quedaría: actato des!idrogenasa+ % los enzimas se les !a dividido en O grupos segn el tipo reaccin que catalizan. % cada uno de estos grupos se les designa con el nom"re de la reaccin aca"ado en asa. /lase $. (xidorreductasas: /atalizan reacciones de oxido-reduccin redox. ]ormalmente las reacciones de oxidacin van siempre acopladas a lasode reduccin, pues cuando un compuesto se oxida otro se reduce. a oxidacin-reduccin se puede producir de F ormas: (xidacin Meduccin 1- anancia de oxígeno 1- >erdida de oxígeno. D- >erdida de !idrgeno D- anancia de !idrgenos F- >erdida de electrones F- anancia de electrones /lase $$. Transerasas: /atalizan reacciones en las que se transieren grupos uncionales de un compuesto a otro. /lase $$$. 5idrolasas: /atalizan reacciones de !idrlisis, es decir d e ruptura de enlaces con la intervencin del agua. % este grupo pertenecen las enzimas digestivas. /lase $#. iasas: /atalizan la adicin y separac in de grupos uncionales sin la intervencin de agua, mediante la eliminacin o la ormacin de do"les enlaces. /lase #. $somerasas: /atalizan reacciones de isomerizacin, que producen reordenaciones de los ?tomos dentro de la mol0cula. /lase #$. igasas o sintetasas: /atalizan la unin de dos mol0culas para sintetizar una mayor. ("tienen la energía necesaria para crear el enlace de la !idrlisis del %T>.
/(E]h$'%& as coenzimas son coactores org?nicos no proteicos, que se unen mediante enlaces d0"iles y de orma temporal al apoenzima inactiva deluna enzima+ y orman !oloenzima &e alteran durante la reaccin)orma enzim?tica, pero vez aca"ada seelregeneran de )orma nuevo activa+. volviendo a ser uncionales as coenzimas son portadores de dierentes grupos químicos, actuando en las reacciones enzim?ticas como dadores o receptores de dic!os grupos. ]o suelen ser específcos de un solo
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tipo de apoenzima. %lgunos coenzimas son nucletidos o derivados de nucletidos, y pueden tener en su composicin vitaminas. Tipos de coenzimas %unque existen muc!os tipos de coenzimas los D grupos m?s importantes son: 1. /oenzimas que intervienen en las reacciones de xidorreduccin. %ctan transfriendo 5 y ede unos sustratos a otros. %quí se incluyen: >iridín-nucletidos. Tienen en su composicin vitamina >-> )nicotinamida+. En este grupo se incluye: - ]%6 )nicotinamida-adenina-dinucletido o nicotín-adenín-dinucletido+ - ]%6> )nicotinamida-adenina-dinucletido-osato o nicotín-adenín-dinucletido-osato+. Llavin-nucletidos: Tienen en su composicin ri"o=avina o vitamina 8D. %quí se incluyen: - L'] )=avín- mono-nucletido+ y L%6 )=avín-adenín-dinucletido+. D. /oenzimas que intervienen en reacciones de transerencia de grupos químicos. os m?s importantes son: ]ucletidos triosatos. El m?s importante de todos es el adenosín triosato )%T>+ !ay otros como /T>, 4T>, etc. Estos coenzimas transferen grupos osato, adem?s son importantes por la gran cantidad de energía que acumulan en los enlaces que unen a las mol0culas de osrico, esta energía se li"era cuando estos enlaces se rompen. /oenzima % )/o%-&5+. $nterviene en la transerencia de grupos acetil de unos sustratos a otros. /ontiene en su composicin ?cido pantot0nico o vitamina 8@. V$T+M$"+&. El termino vitamina signifca *aminas necesarias para la vida* y ue utilizado por primera vez en 1Q1D por el "ioquímico Lun3, de"ido a que la primera que se descri"i la 81, tenía un grupo amino. 5oy se sigue utilizando aunque se sa"e que no todas tienen grupo amino. &on compuestos org?nicos de composicin variada, que son indispensa"les en cantidades muy pequeas )mg o g diarios+ para el correcto uncionamiento del organismo. &on sintetizadas por vegetales y microorganismos pero no por animales )salvo algunas excepciones, como las aves que sintetizan vitamina /+, por ello tenemos que tomarlas o"ligatoriamente en la dieta, "ien como tales vitaminas o en orma de provitaminas )sustancias precursoras que en el organismo se transorman en vitaminas+. &e destruyen ?cilmente por el calor, la luz, las variaciones de p5 o su prolongado almacenamiento en el cuerpo. %lgunas actan como coenzimas o "ien orman parte de ellas, y otras intervienen en unciones especializadas. Tanto su d0fcit como su exceso srcinan trastornos meta"licos m?s o menos graves para el organismo. Estas alteraciones pueden ser de tres tipos: o %vitaminosis: &e produce por la ausencia total de una vitamina. o 5ipovitaminosis: &e srcina por el d0fcit de alguna vitamina. Estas dos alteraciones dan lugar a las llamadas enermedades carenciales, que pueden resultar mortales. o 5ipervitaminosis: &e produce cuando !ay exceso de alguna vitamina, en el caso de las vitaminas liposolu"les % y 6 puede resultar txico, por su difcultad para ser eliminadas. ]om"re y clasifcacin %ntiguamente se las nom"ra"a mediante letras maysculas )%, 8, 81, /, etc.+ o por la enermedad que srcina"a su defciencia )e;. #it. antiescor"tica+, aunque !oy, si "ien se siguen usando estos nom"res, se las designa por el nom"re del compuesto químico que las constituye. %tendiendo a su solu"ilidad se las divide en dos grupos: #itaminas liposolu"les: &on de car?cter lipídico y por lo tanto no son solu"les en agua y sí lo son en disolventes org?nicos. %lguna como la % y 6 si se toman en exceso pueden resultar toxicas, puesto que al no disolverse en agua no se eliminan por la orina. ]o actan como coenzimas. %quí se incluyen: el retinol )%+, el calcierol )6+, la floquinona )j+ y el tocoerol )E+. #itaminas !idrosolu"les: &on de naturaleza polar y por lo tanto solu"les en agua, su exceso no resulta toxico ya que se eliminan por la orina. %ctan como coenzimas o orman parte de ellos. %quí se incluyen: el ?cido ascr"ico )/+ y el comple;o vitamínico 8 que comprende varias, la tiamina )81+, la ri"o=avina )8D+, la niacina )8F+, el ?cido pantot0nico )8@+, la piridoxina )8O+, la "iotina )8S+, el ?cido lico )8Q+ y la cianoco"alamina )81D+. Caro1idratos os glcidos, car"o!idratos, !idratos de car"ono o sac?ridos )del griego YU[V que signiica *azcar*+ son mol0culas org?nicas compuestas por car"ono, !idrgeno y oxígeno. &on solu"les en agua y se clasifcan de acuerdo a la cantidad de car"onos o por el grupo uncional alde!ido. &on la orma "iolgica primaria de almacenamiento y consumo de energía. (tras "iomol0culas energ0ticas son las grasas y, en menor medida, las proteínas. El t0rmino *!idrato de car"ono* o *car"o!idrato* es poco apropiado, ya que estas mol0culas no son ?tomos de car"ono !idratados, es decir, enlazados a mol0culas de agua, sino que constan de ?tomos de car"ono unidos a otros grupos uncionales. Este nom"re proviene de la nomenclatura química del siglo K$K, ya que las primeras sustancias aisladas respondían a la rmula elemental /n)5D(+n )donde *n* es un entero6e F en adelante segn el nmero de ?tomos+. 6e aquí que el t0rmino *car"ono-!idratado* se !aya mantenido, si "ien posteriormente se vio que otras mol0culas con las mismas características químicas no se corresponden con esta rmula. os /ar"o!idratos, tam"i0n llamados !idratos de car"ono, glcidos o azcares son la uente m?s a"undante y econmica de energía alimentaria de nuestra dieta. Est?n presentes tanto en los alimentos de srcen animal como la lec!e y sus derivados como en los de srcen vegetal legum"res, cereales, !arinas, verduras y rutas. 6ependiendo de su composicin, los car"o!idratos pueden clasifcarse en: &imples 'onosac?ridos: glucosa o ructosa 6isac?ridos: ormados por la unin de dos monosac?ridos iguales o distintos: lactosa, maltosa, sacarosa, etc.
1G
(ligosac?ridos: polímeros de !asta DG unidades de monosac?ridos. /omple;os >olisac?ridos: est?n ormados por la unin de m?s de DG monosac?ridos simples. Luncin de reserva: almidn, glucgeno y dextranos. Luncin estructural: celulosa y xilanos. Lunciones de los car"o!idratos Luncin energ0tica. /ada gramo de car"o!idratos aporta una energía de jcal. (cupan el primer lugar en el requerimiento diario de nutrientes de"ido a que nos aportan el com"usti"le necesario para realizar las unciones org?nicas, ísicas y psicolgicas de nuestro organismo. 4na vez ingeridos, los car"o!idratos se !idrolizan a glucosa, la sustancia m?s simple. a glucosa es de suma importancia para el correcto uncionamiento del sistema nervioso central )&]/+ 6iariamente, nuestro cere"ro consume m?s o menos 1GG g. de glucosa, cuando estamos en ayuno, &]/ recurre a los cuerpos cetnicos que existen en "a;as concentraciones, es por eso que en condiciones de !ipoglucemia podemos sentirnos mareados o cansados. Tam"i0n ayudan al meta"olismo de las grasas e impiden la oxidacin de las proteínas. a ermentacin de la lactosa ayuda a la prolieracin de la =ora "acteriana avora"le. *ípidos os lípidos son un con;unto de mol0culas org?nicas, la mayoría "iomol0culas, compuestas principalmente por car"ono e !idrgeno y en menor medida oxígeno, aunque tam"i0n pueden contener soro, azure y nitrgeno, que tienen como característica principal el ser !idro"icas o insolu"les en agua y sí en solventes org?nicos como la "encina, el alco!ol, el "enceno y el cloroormo. En el uso coloquial, a los lípidos se les llama incorrectamente grasas, ya que las grasas son slo un tipo de lípidos procedentes de animales. os lípidos cumplen unciones diversas en los organismos vivientes, entre ellas la de reserva energ0tica )triglic0ridos+, la estructural )osolípidos de las "icapas+ y la reguladora )esteroides+. os ípidos tam"i0n uncionan para el desarrollo del cere"ro, el meta"olismo y el crecimiento. os lípidos son "iomol0culas org?nicas ormadas "?sicamente por car"ono e !idrgeno y generalmente tam"i0n oxígeno pero en porcenta;es muc!o m?s "a;os. %dem?s pueden contener tam"i0n soro, nitrgeno y azure . Es un grupo de sustancias muy !eterog0neas que slo tienen en comn estas dos características: &on insolu"les en agua &on solu"les en disolventes org?nicos, como 0ter, cloroormo, "enceno, etc. /%&$L$/%/$] 6E (& >$6(& os lípidos se clasifcan en dos grupos, atendiendo a que posean en su composicin ?cidos grasos )ípidos saponifca"les+ o no lo posean ) ípidos insaponifca"les +. 1. ípidos saponifca"les %. &imples %cilglic0ridos /0ridos 8. /omple;os Losolípidos lucolípidos D. ípidos insaponifca"les %. Terpenos 8. Esteroides /. >rostaglandinas %steroides os esteroides son derivados del ncleo del ciclopentanoper!idroenantreno o esterano que se compone de car"ono e !idrgeno ormando cuatro anillos usionados, tres !exagonales y uno pentagonal posee 1R ?tomos de car"ono. En los esteroides esta estructura "?sica se modifca por adicin de diversos grupos uncionales, como car"onilos e !idroxilos )!idrflos+ o cadenas !idrocar"onadas )!idro"as+. en su os esteroides, son lípidos simples no saponifca"les, mayoría de srcen eucarionte, derivados del ciclopentanoper!idroenantreno Ligura: la mol0cula del ciclopentanoper!idroenantreno El colesterol es el esteroide m?s a"undante en los animales, se clasifca como un esterol por la presencia de un !idroxilo )(5+ en el /F y su cadena lateral ali?tica de S a 1G ?tomos de car"ono. as !ormonas esteroides est?n relacionadas estructuralmente y provienen "ioquímicamente del colesterol que es cedido undamentalmente de las lipoproteínas circulantes )6-colesterol+, aunque su procedencia se realiza en el interior celular a partir de acetil-/o%, o por !idrlisis de los 0steres de colesterol mediante el colesterol esterasa sin em"argo ;uegan un papel, a nivel fsiolgico, muy dierente ya que est?n relacionadas con el em"arazo, espermatog0nesis, lactancia y parto, equili"rio mineral y meta"olismo energ0tico )amino?cidos, glcidos y grasas+. a uncin principal de las !ormonas sexuales esteroides es el desarrollo, crecimiento, mantenimiento y regulacin del sistema reproductor. &e clasifcan segn su actividad "iolgica:
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os andrgenos son las !ormonas sexuales masculinas que pertenecen al grupo de los esteroides /1Q. os estrgenos son las !ormonas sexuales emeninas que son esteroides /1S. a progesterona es un esteroide /D1 que se secreta durante la ase ltea del ciclo ov?rico y durante el em"arazo. as !ormonas esteroideas son responsa"les, por tanto, del dimorfsmo sexual, tanto en la estructura corporal como en los rganos. &u accin tiene como fnalidad e;ercer eectos organizadores y de activacin de los rganos sexuales internos, los genitales y los caracteres sexuales secundarios, aspectos que, lgicamente, in=uyen en el comportamiento de una persona. El ísico y los genitales de las personas e;ercen un poderoso eecto. >ero otro modo en el que las !ormonas esteroides in=uyen en las personas, es mediante su accin directa en el sistema nervioso. os andrgenos presentes durante el desarrollo prenatal van a aectar al desarrollo y dierenciacin del sistema nervioso. <, despu0s del nacimiento, estas !ormonas van a activar el sistema nervioso lo que in=uir? en los procesos fsiolgicos y conductuales.
V$T+M$"+& 2$#)!&!*(B*%& as vitaminas !idrosolu"les son aquellas que se disuelven en agua. &e trata de coenzimas o precursores de coenzimas, necesarias para muc!as reacciones químicas del meta"olismo. &e caracterizan porque se disuelven en agua, por lo que pueden pasarse al agua del lavado o de la coccin de los alimentos. 'uc!os alimentos ricos en este tipo de vitaminas no nos aportan al fnal de prepararlos la misma cantidad que contenían inicialmente. >ara recuperar parte de estas vitaminas )algunas se destruyen con el calor+, se puede aprovec!ar el agua de coccin de las verduras para caldos o sopas. % dierencia de las vitaminas liposolu"les no se almacenan en el organismo. Esto !ace que de"an aportarse regularmente y slo puede prescindirse de ellas durante algunos días. El exceso de vitaminas !idrosolu"les se excreta por la orina, por lo que no tienen eecto txico por elevada que sea su ingesta, aunque se podría surir anormalidades en el rin por no poder evacuar la totalidad de líquido. Vitaminas 2idrosolles/ • • • • • • • • •
#$T%'$]% /. Acido %scr"ico. %ntiescor"tica. #$T%'$]% 81. Tiamina. %nti"eri"0rica. #$T%'$]% 8D. Mi"o=avina. #$T%'$]% 8F. ]iacina. Acido ]icotínico. #itamina >>. %ntipelagrosa. #$T%'$]% 8@. Acido >antot0nico. #itamina . #$T%'$]% 8O. >iridoxina. #$T%'$]% 8S. 8iotina. #itamina 5. #$T%'$]% 8Q. Acido Llico. #$T%'$]% 81D. /o"alamina. 3.4 V$T+M$"+ C Acido %scr"ico o vitamina %ntiescor"tica. Esta vitamina es necesaria para producir col?geno que es una proteína necesaria para la cicatrizacin de !eridas. Es importante en el crecimiento y reparacin de las encías, vasos, !uesos y dientes, y para la meta"olizacin de las grasas, por lo que se le atri"uye el poder de reducir el colesterol. P)$"C$P+*%& (%"T%& #% V$T+M$"+ C
1D
• • • • • • •
ec!e de #aca 5ortalizas #erduras /ereales /arne Lrutas /ítricos %strctra de la vitamina C/
3.5 Comple6o B/ &on sustancias r?giles, solu"les en agua, varias de las cuales son so"re todo importantes para meta"olizar los !idratos de car"ono. El actor !idrosolu"le 8, en un principio considerado como una sola sustancia, demostr contener dierentes componentes con actividad vitamínica. os distintos compuestos se designaron con la letra 8 y un su"índice num0rico. a tendencia actual es utilizar los nom"res de cada sustancia. El denominado comple;o vitamínico 8 incluye los siguientes compuestos: tiamina )81+, ri"o=avina )8D+, ?cido >antot0nico )8F+, ?cido nicotínico )8@+, >iridoxina )8O+, "iotina )8R+, y co"alamina )81D+ P)$"C$P+*%& (%"T%& #% V $T+M$"+ B4 • • • • • • • •
#ísceras )!ígado, corazn y riones+ evadura de /erveza #egetales de 5o;a #erde ermen de Trigo egum"res /ereales /arne Lrutas %strctra de la vitamina B4/
3.5.5 Vitamina B5 Mi"o=avina. %l igual que la tiamina, acta como coenzima, es decir, de"e com"inarse con una porcin de otra enzima para ser eectiva en el meta"olismo de los !idratos de car"ono, grasas y especialmente en el meta"olismo de las proteínas que participan en el transporte de oxígeno. Tam"i0n acta en el mantenimiento de las mem"ranas mucosas. a insufciencia de ri"o=avina puede complicarse si !ay carencia de otras vitaminas del grupo 8. &us síntomas, no tan defnidos como los de la insufciencia de tiamina, son lesiones en la piel, en particular cerca de los la"ios y la nariz, y sensi"ilidad a la luz. P)$"C$P+*%& (%"T%& #% V $T+M$"+ B5 • • • • • • • • • • •
evadura de /erveza ermen de Trigo #erduras /ereales ente;as 5ígado ec!e /arne /oco >an ueso %strctra de la vitamina B5/
3.5.7 Vitamina B7
1F
#itamina >> o nicotinamida. $nterviene en el meta"olismo de los !idratos de car"ono, las grasas y las proteínas. Es un vasodilatador que me;ora la circulacin sanguínea, participa en el mantenimiento fsiolgico de la piel, la lengua y el sistema digestivo. Es poco recuente encontrarnos con estados carenciales, ya que nuestro organismo es capaz de producir una cierta cantidad de niacina a partir del triptano, amino?cido que orma parte de muc!as proteínas que tomamos en una alimentacin mixta. /onsumirla en grandes cantidades reduce los niveles de colesterol en la sangre. %unque las grandes dosis en periodos prolongados pueden ser per;udiciales para el !ígado. P)$"C$P+*%& (%"T%& #% V $T+M$"+ B7 • • • • • • • •
5arina $ntegral de Trigo >an de Trigo $ntegral evadura de /erveza &alvado de Trigo 5ígado de Ternera ermen de Trigo %rroz $ntegral %lmendras %strctra de la vitamina B7/ 3.5.8 Vitamina B3 Acido >antot0nico o vitamina . 6esempea un papel aun no defnido en el meta"olismo de las proteínas. $nterviene en el meta"olismo celular como coenzima en la li"eracin de energía a partir de las grasas, proteínas y car"o!idratos. &e encuentra en una gran cantidad y variedad de alimentos )pantot!en en griego signifca *en todas partes*+. Lorma parte de la /oenzima %, que acta en la activacin de ciertas mol0culas que intervienen en el meta"olismo energ0tico, es necesaria para la síntesis de !ormonas antiestr0s, a partir del colesterol, necesaria para la síntesis y degradacin de los ?cidos grasos, para la ormacin de anticuerpos, para la "iotransormacin y detoxifcacin de las sustancias txicas. &u carencia provoca alta de atencin, apatía, alergias y "a;o rendimiento energ0tico en general. &u alta en los animales produce caída del pelo y canicie en los !umanos se o"serva malestar general, molestias intestinales y ardor en los pies. % veces se administra para me;orar la cicatrizacin de las !eridas, so"re todo en el campo de la cirugía. P)$"C$P+*%& (%"T%& #% V $T+M$"+ B3
• • • • • • • •
evadura de /erveza #egetales #erdes
3.5.3 Vitamina B9 >iridoxina. %cta en la utilizacin de grasas del cuerpo y en la ormacin de gl"ulos ro;os. 'e;ora la capacidad de regeneracin del te;ido nervioso, para contrarrestar los eectos negativos de la radioterapia y contra el mareo en los via;es. El d0fcit de vitamina 8O produce alteraciones como depresin, convulsiones, atiga, alteraciones de la piel, grietas en la comisura de los la"ios, lengua depapilada, convulsiones, mareos, n?useas, anemia y piedras en el rin.... Es esencial para el crecimiento ya que ayuda a asimilar adecuadamente las proteínas, los car"o!idratos y las grasas y sin ella el organismo no puede a"ricar anticuerpos ni gl"ulos ro;os. Es "?sica para la ormacin de niacina )vitamina 8F+, ayuda a a"sor"er la vitamina 81D, a producir el ?cido clor!ídrico del estmago e interviene en el meta"olismo del magnesio. Tam"i0n ayuda a prevenir enermedades nerviosas y de la piel. Esta vitamina se !alla en casi todos los alimentos tanto de srcen animal como vegetal, por lo que es muy raro encontrarse con estados defcitarios. P)$"C$P+*%& (%"T%& #% V $T+M$"+ B9 •
/arne de >ollo
1
• • • • • • • • • • •
Espinacas ar"anzos /ereales %guacate &ardinas >l?tano ente;as 5ígado ranos %tn >an %strctra de la Vitamina B9/
3.5.9 V$T+M$"+ B: #itamina 5 o 8iotina. Es una coenzima que participa en la transerencia de grupos car"oxilo )/((5+, interviene en las reacciones que producen energía y en el meta"olismo de los ?cidos grasos. $nterviene en la ormacin de la glucosa a partir de los car"o!idratos y de las grasas. Es necesaria para el crecimiento y el "uen uncionamiento de la piel y sus rganos anexos )pelo, gl?ndulas se"?ceas, gl?ndulas sudoríparas+ así como para el desarrollo de las gl?ndulas sexuales. 4na posi"le causa de defciencia puede ser la ingestin de clara de !uevo cruda, que contiene una proteína llamada avidina que impide la a"sorcin de la "iotina. &u carencia produce depresin, dolores musculares, anemia, atiga, nauseas, dermatitis se"orreica, alopecia y alteraciones en el crecimiento. P)$"C$P+*%& (%"T%& #% • • • • • • • •
B$!T$"+
evadura de /erveza
3.5.; Vitamina B45 /ianoco"alamina. Esta vitamina $nterviene en la síntesis de %6], %M]. Es necesaria para la ormacin de nucleoproteínas, proteínas, gl"ulos ro;os y para el uncionamiento del sistema nervioso, para la movilizacin )oxidacin+ de las grasas y para mantener la reserva energ0tica de los msculos. a insufciencia de vitamina 81D se de"e con recuencia a la incapacidad del estmago para producircon unalos glicoproteína que síntomas ayuda a a"sor"er esta vitamina. El resultado es una anemia perniciosa, característicos de mala produccin de gl"ulos ro;os, síntesis deectuosa de la mielina, p0rdida del te;ido del tracto intestinal, psicosis, degeneracin nerviosa, desarreglos menstruales, lceras en la lengua y excesiva pigmentacin en las manos )slo aecta a las personas de color+. Es la nica vitamina que no se encuentra en productos vegetales. P)$"C$P+*%& (%"T%& #% V$T+M$"+ B45
1@
• • • • • •
>escado Miones 5uevos uesos ec!e /arne %strctra de la Vitamina B45/
9. V$T+M$"!$#%& alsas vitaminas. &on sustancias con una accin similar a la de las vitaminas, pero con la dierencia de que el organismo las sintetiza por sí mismo. Entre ellas est?n: • • •
$nositol, /olina Acido lico 9.4 $nositol/ Lorma parte del comple;o 8 y est? íntimamente unido a la colina y la "iotina. Lorma parte de los te;idos de todos los seres vivos: en los animales ormando parte de los osolípidos, y en las plantas como ?cido ítico, uniendo al !ierro y al calcio en un comple;o insolu"le de diícil a"sorcin. El inositol interviene en la ormacin de lecitina, que se usa para trasladar las grasas desde el !ígado !asta las c0lulas, por lo que es imprescindi"le en el meta"olismo de las grasas y ayuda a reducir el colesterol sanguíneo. 9.5 Colina/ Tam"i0n se le puede considerar un componente del grupo 8. %cta al mismo tiempo con el inositol en la ormacin de lecitina, que tiene importantes unciones en el sistema lipídico. a colina se sintetiza en el intestino delgado por medio de la interaccin de la vitamina 81D y el ?cido lico con el amino?cido metionina, por lo que un aporte insufciente de cualquiera de estas sustancias puede provocar su escasez. Tam"i0n se puede producir una defciencia de colina si no tenemos un aporte sufciente de osolípidos o si consumimos alco!ol en grandes cantidades. 9.7
revieneque la aparicin lceras "ucales avorece "uen estado del cutis. Tam"i0n retarda la aparicin de las canas, ayuda a aumentar la lec!e materna, protege contra los par?sitos intestinales y la intoxicacin por comidas en mal estado. Es imprescindi"le en los procesos de divisin y multiplicacin celular, por este motivo las necesidades aumentan durante el em"arazo )desarrollo del eto+. En el em"arazo las c0lulas se multiplican r?pidamente y se orma una gran cantidad de te;ido. Esto requiere "astante ?cido lico, razn por la que es recuente una defciencia de este elemento entre mu;eres em"arazadas. >articipa en el meta"olismo del %6] y %M] y en la síntesis de proteínas. Es un actor antian0mico, porque es necesaria para la ormacin de las c0lulas sanguíneas, concretamente, de los gl"ulos ro;os. &u carencia se manifesta de orma muy parecida a la de la vitamina 81D )de"ilidad, atiga, irrita"ilidad, etc.+. >roduce en los nios detenimiento en su crecimiento y disminucin en la resistencia de enermedades. En adultos, provoca anemia, irrita"ilidad, insomnio, p0rdida de memoria, disminucin de las deensas, mala a"sorcin de los nutrimentos de"ido a un desgaste del intestino. Est? relacionada, en el caso de dietas inadecuadas, con malormaciones en los etos, dada la mayor necesidad de ?cido lico durante la ormacin del eto.
• • •
P)$"C$P+*%& (%"T%& #%
1O
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egum"res ]aran;as /ereales 5ígado ]ueces %strctra del
V$T+M$"+& *$P!&!*(B*%& as vitaminas liposolu"les, %, 6, E y j, se consumen ;unto con alimentos que contienen grasa. &on las que se disuelven en grasas y aceites. &e almacenan en el !ígado y en los te;idos grasos, de"ido a que se pueden almacenar en la grasa del cuerpo no es necesario tomarlas todos los días por lo que es posi"le, tras un consumo sufciente, su"sistir una 0poca sin su aporte. &i se consumen en exceso )m?s de 1G veces las cantidades recomendadas+ pueden resultar txicas. Esto les puede ocurrir so"re todo a deportistas, que aunque mantienen una dieta equili"rada recurren a suplementos vitamínicos en dosis elevadas, con la idea de que así pueden aumentar su rendimiento ísico. Esto es totalmente also, así como la creencia de que los nios van a crecer si toman m?s vitaminas de las necesarias. as #itaminas iposolu"les son: • • • •
#itamina % )Metinol+ #itamina 6 )/alcierol+ #itamina E )Tocoerol+ #itamina j )%nti!emorr?gica+ 8.4 Vitamina + a vitamina % tam"i0n se conoce como Metinol o %ntixerot?lmica. a vitamina % slo est? presente como tal en los alimentos de srcen animal, aunque en los vegetales se encuentra como provitamina %, en orma de carotenos. os dierentes carotenos se transorman en vitamina % en el cuerpo !umano. &e almacena en el !ígado en grandes cantidades y tam"i0n en el te;ido graso de la piel )palmas de las manos y pies principalmente+, por lo que podemos su"sistir largos períodos sin su consumo. Es una sustancia antioxidante, ya que elimina radicales li"res y protege al %6] de su accin mut?gena, contri"uyendo, por tanto, a renar el enve;ecimiento celular. a uncin principal de la vitamina % es intervenir en la ormacin y mantenimiento de la piel, mem"ranas mucosas, dientes y !uesos. Tam"i0n participa en la ela"oracin de enzimas en el !ígado y de !ormonas sexuales y suprarrenales. 4no de l os primeros síntomas de insufciencia es la ceguera nocturna )difcultad para adaptarse a la oscuridad+. P)$"C$P+*%& (%"T%& #% V$T+M$"+ +
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%ceite de 5ígado de >escado ere;il ec!e ueso Tomate ec!uga %strctra de la Vitamina +/
8.5 Vitamina # /alcierol o %ntirraquítica. Esta vitamina da la energía sufciente al intestino para la a"sorcin de nutrientes como el calcio y las proteínas. Es necesaria para la ormacin normal y proteccin de los !uesos y dientes contra los eectos del "a;o consumo de calcio. Esta vitamina se o"tiene a trav0s de provitaminas de srcen animal que se activan en la piel por la accin de los rayos ultravioleta cuando
1R
tomamos *"aos de sol*. a carencia de vitamina 6 produce en los nios malormaciones seas, caries dental y !asta Maquitismo, una enermedad que produce malormacin de los !uesos. En los adultos puede presentarse osteoporosis, re"landecimiento seo u osteomalacia. 6osis insufcientes de vitamina 6 puede contri"uir a la aparicin del c?ncer de mama, colon y prstata. 6e"ido a que la vitamina 6 es solu"le en grasa y se almacena en el cuerpo, exceder su consumo produce trastornos digestivos, vmito, diarrea, daos al rin, !ígado, corazn y p0rdida de apetito. P)$"C$P+*%& (%"T%& #% V$T+M$"+ # • • • • • • •
ec!e Enriquecida
8.7 Vitamina % Tocoerol o restauradora de la ertilidad. Esta vitamina participa en la ormacin de gl"ulos ro;os, msculos y otros te;idos. &e necesita para la ormacin de las c0lulas sexuales masculinas y en la antiesterilizacin. Tiene como uncin principal participar como antioxidante, es algo así como un escudo protector de las mem"ranas de las c0lulas que !ace que no enve;ezcan o se deterioren por los radicales li"res que contienen oxígeno y que pueden resultar txicas y cancerígenas. a participacin de la vitamina E como antioxidante es de suma importancia en la prevencin de enermedades donde existe una destruccin de c0lulas importantes. >rotege al pulmn contra la contaminacin. >roporciona oxígeno al organismo y retarda el enve;ecimiento celular, por lo que mantiene ;oven el cuerpo. Tam"i0n acelera la cicatrizacin de las quemaduras, ayuda a prevenir los a"ortos espont?neos y calam"res en las piernas. a defciencia de la vitamina E puede ser por dos causas, por no consumir alimentos que la contenga o por mala a"sorcin de las grasas la vitamina E por ser una vitamina liposolu"le, necesita que para su a"sorcin en el intestino se encuentren presentes las grasas. &u defciencia produce distrofa muscular, p0rdida de la ertilidad y %nemia. %l parecer, su exceso no produce eectos txicos masivos. %strctra de la Vitamina %/
P)$"C$P+*%& (%"T%& #% V$T+M$"+ % • • • • • • • • • • •
%ceites #egetales ermen de Trigo /!ocolates egum"re #erduras ec!e irasol Lrutas 'aíz &oya 5ígado V$T+M$"+ > +nti1emorrágica o ?loqinona. Es un diterpeno )/DG 5FD+ con cuatro ormas moleculares: j1, jD, jF, j )0sta ltima se o"tuvo sint0ticamente+. a vitamina j participa en dierentes reacciones en el meta"olismo, como
1S
coenzima, y tam"i0n orma parte de una proteína muy importante llamada protom"ina que es la proteína que participa en la coagulacin de la sangre. a defciencia de vitamina j en normal es muy rara, solo puede ocurrir por una mala a"sorcin de grasas. 6osis altas de vitaminajsint0ticapuedeproducir cere"ralenlosniosyanemiaen adultos. &u defciencia produce alteraciones en la coagulacin de la 5emorragias diíciles de detener.
una
persona
lesin algunos sangre y
j1 se o"tiene a partir de vegetales de !o;a verde )espinacas, coles, lec!uga, tomate,..+ jD se o"tiene a partir de derivados de pescados. jF se o"tiene a partir de la produccin de la =ora "acteriana intestinal. >or ello, las necesidades de esta vitamina en la dieta son poco importantes. P)$"C$P+*%& (%"T%& #% V$T+M$"+ > • • • • •
egum"res 5ígado de >escado %ceite de &oya +. os ?cidos nucleicos son macromol0culas, polímeros ormados por la repeticin de monmeros llamados nucletidos, unidos mediante enlaces osodi0ster. &e orman, así, largas cadenas o polinucletidos, lo que !ace que algunas de estas mol0culas lleguen a alcanzar tamaos gigantes )de millones de nucletidos de largo+. El descu"rimiento de los ?cidos nucleicos se de"e a Lriedric! 'iesc!er, quien en el ao 1SOQ aisl de los ncleos de las c0lulas una sustancia ?cida a la que llam nucleína, nom"re que posteriormente se cam"i a ?cido nucleico. os ?cidos nucleicos son macromol0culas, polímeros ormados por la repeticin de monmeros llamados nucletidos, unidos mediante enlaces osodi0ster. &e orman, así, largas cadenas o polinucletidos, lo que !ace que algunas de estas mol0culas lleguen a alcanzar tamaos gigantes )de millones de nucletidos de largo+. +#". @
1Q
tandem repeats+, que son las regiones !ipervaria"les que se estudian para las prue"as modernas de paternidad. Meplicacin. 4na de las mayores interrogantes de la teoría cromosmica era cmo puede !acerse una copia exacta de cada cromosoma durante la divisin celularP El modelo de la do"le !0lice orece una respuesta sencilla. os pares de "ases que orman los *peldaos_ del modelo se mantienen unidos por un tipo de enlace d0"il llamado *enlace de !idrgeno*. &i estos enlaces se rompen, las dos !e"ras )"andas+ de la mol0cula de %6] se pueden separar como las D mitades de una cremallera o cierre. as "ases a lo largo de cada "anda estar?n entonces expuestas como los dientes de una cremallera a"ierta. &i existen nucletidos li"res en el ncleo de la c0lula, sus "ases podr?n ser atraídas !acia las "ases complementarias en cada "anda expuesta. Ellas podrían entonces unirse para completar la "anda complementaria exactamente como aquella que se separ. 6e esta manera las mol0culas *!i;as* son exactamente iguales a la mol0cula srcinal de %6]. )&c!raer y &toltze, 1QSF+. Meproduccin. /uando una mol0cula del %6] se copia, sus escalones se dividen en dos partes. /ada % suelta su T y cada suelta su /. as "arandillas laterales de la parte de la *cremallera de la mol0cula*, y la escalera espiral se !acen dos espirales separados, cada uno con medio-escaln dividido y suelto. 6e"ido a que la % solamente se une a la T, y la solamente se une a la /, la secuencia de escalones rotos en cada una de estas medio mol0culas es la imagen de espe;o de la otra. 6e la sopa química que =ota alrededor del reproductor de %6], las letras no ad!eridas se unen a sus compaeras que an se cuelgan de las "arandillas laterales. /uando este proceso se termina, se presentan las nuevas mol0culas del %6]. /ada una es la gemela exacta de la mol0cula-padre. +)".@ ero el %6] no puede actuar solo, y se vale del %M] para transerir esta inormacin vital durante la síntesis de proteínas )produccin de las proteínas que necesita la c0lula para sus actividades y su desarrollo+. Estructura de la mol0cula e %M]. a estructura primaria del %M] es similar a la del %6], excepto por la sustitucin de desoxiri"osa por ri"osa y de timina por uracilo )6e Mo"ertis y 6e Mo"ertis, 1QSO+. a mol0cula de %M] est? ormada, adem?s por una sola cadena. /omposicin. /omo el %6], el %M] est? ormado por una cadena de compuestos químicos llamados nucletidos. /ada uno est? ormado por una mol0cula de un azcar llamado ri"osa, un grupo osato y uno de cuatro posi"les compuestos nitrogenados llamados "ases: adenina, guanina, uracilo y citosina. Estos compuestos se unen igual que en el ?cido desoxirri"onucleico )%6]+. El %M] se dierencia químicamente del %6] por dos cosas: la mol0cula de azcar del %M] contiene un ?tomo de oxígeno que alta en el %6] y el %M] contiene la "ase uracilo en lugar de la timina del %6]. *a clla Todos los seres vivos )animales y plantas+ est?n conormados por un con;unto de unidades mínimas conocidas como c0lulas. a c0lula es considerada como la unidad undamental tanto estructural como de uncionamiento en los seres vivos. Es decir, la c0lula es la mínima parte en que se puede dividir a un organismo y es la entidad m?s pequea que rene el con;unto de propiedades que se pueden asociar con la materia viviente. 6ic!o de transormarlas otra manera, larealizando c0lula tiene la capacidad nutrirse, de aprovec!ar su"stancias extraas y de la síntesis de sude propio citoplasma, adem?s es capaz de reproducirse para asegurar la supervivencia de la especie. &egn la teoría celular, los cuerpos de los vegetales y de los animales est?n constituidos por c0lulas. >or lo general, cada una de las c0lulas de"e estar constituida por un ncleo y una mem"rana plasm?tica que la rodea. &in em"argo, existe el caso de entes celulares que no cumplen esta regla, como es el caso de los gl"ulos ro;os que pierden su ncleo durante su maduracin y, en el lado opuesto, se puede citar a las c0lulas de los msculos estriados que pueden presentar varios ncleos. &i una c0lula se encuentra en un medio avora"le, empezar? a crecer !asta dividirse en dos c0lulas, d?ndose así un proceso de reproduccin asexual.. as c0lulas vegetales logran esto con relativa acilidad, ya que este proceso es m?s diícil cuando se les compara con las c0lulas animales. Es preciso insistir en que slo es posi"le que aparezcan nuevas c0lulas por medio de la divisin de las c0lulas ya existentes. ]o existe una orma defnida para las c0lulas por lo que se presentan en una gran variedad de tamaos, colores y estructuras. &in em"argo, presentan una serie de características que son comunes a todas las c0lulas como lo es la presencia de ncleo y de rganos su"celulares, tales como: mitocondrias, retículos endoplasm?ticos )granulosos y lisos+ y comple;o de golgi. &egn su grado de comple;idad se !a dividido a las c0lulas en dos grandes grupos. El primero es el de las c0lulas procariotas que se caracterizan por carecer de envoltura nuclear y de un sistema mem"ranoso en el citoplasma, adem?s de realizar sus procesos meta"licos a trav0s de procesos enzim?ticos. otro grupo es el delimita de las c0lulas eucariotas poseen envoltura nuclear y un comple;o sistema El mem"ranoso que los org?nulos en que el citoplasma. &istemas memranosos os sistemas mem"ranosos son :
DG
1k a mem"rana plasm?tica Dk isosomas Fk >eroxisomas k #acuolas @k Metículo endoplasm?tico rugoso) granular+ y liso) agranular+ Ok %parato o comple;o de olgi Rk 'itocondrias Sk >lastidios) cloroplastos, solo en vegetales+ Qk /arioteca o envoltura nuclear En la c0lula podemos clasifcar los sistemas mem"ranosos en: 1->lasmamem"rana )Externa+ D-&istema de endomem"ranas ) Metículos, ]cleo,%parato de olgi y isosomas+ F-(rganelos mem"ranosos a----6o"le )'itocondria, /loroplasto+ "----&encilla )'icrocuerpos, #acuolas+ Entonces lo nico que queda es el citosol o !ialoplasma: Toda la porcin citoplasm?tica que carece de estructura y constituye la parte líquida del citoplasma, reci"e el nom"re de citosol por su aspecto =uido. En 0l se encuentran las mol0culas necesarias para el mantenimiento celular. $nclusiones citoplasm?ticas: son materiales que se encuentran en el citoplasma y no est?n rodeados de mem"rana. os m?s importantes son la grasa y el glucgeno, los cu?les mantienen e nivel de %T> en la c0lula. El citoesqueleto , consiste en una serie de f"ras que da orma a la c0lula, y conecta distintas partes celulares, como si se tratara de vías de comunicacion celulares. Es una estructura en continuo cam"io. Lormado por tres tipos de componentes: -'icrot"ulos. &on flamentos largos, ormados por la proteína tu"ulina. &on los componentes m?s importantes del citoesqueleto y pueden ormar asociaciones esta"les, como: a+ /entriolos. &on dos pequeos cilindros localizados en el interior del centrosoma , exclusivos de c0lulas animales. /on el microscopio electrnico se o"serva que la parte externa de los centriolos est? ormada por nueve tripletes de microt"ulos . os centriolos se cruzan ormando un ?ngulo de QG. "+ /ilios y =agelos. &on delgadas prolongaciones celulares mviles que presentan "?sicamente la misma estructura, la dierencia entre ellos es que los cilios son muc!os y cortos, mientras que los =agelos son pocos y m?s largos. /onstan de dos partes: una externa que so"resale de la superfcie de la c0lula, est? recu"ierta por la mem"rana plasm?tica y contiene un esqueleto interno de microt"ulos llamado axonema, y otra interna, que se denomina cuerpo "asal del que salen las raíces ciliares que se cree participan en la coordinacin del movimiento. -'icroflamentos. &e sitan principalmente en la perieria celular, de"a;o de la mem"rana y est?n ormados por !e"ras de la proteína actina, trenzadas en !0lice, cuya esta"ilidad se de"e a la presencia de %T> e iones de calcio. %sociados a los flamentos de miosina, son los responsa"les de la contraccin muscular. -Lilamentos intermedios. Lormados por diversos tipos de proteínas. &on polímeros muy esta"les y resistentes. Especialmente a"undantes en el citoplasma de las c0lulas sometidas a uertes tensiones mec?nicas )queratina, desmina + ya que su uncin consiste en repartir las tensiones, que de otro modo podrían romper la c0lula. -M$8(&('%& &on esructuras org?nulos citoplasm?ticos encargados de la síntesis de proteínas. >ueden encontrarse li"res en el citosol o asociados a las mem"ranas del retículo endoplasm?tico rugoso, tienen un grosor aproximado de 1@G. ]o pueden ser o"servados con un microscopio ptico pero si con uno electrnico. &istemas no memranosos os sistemas no mem"ranosos son en c0lulas eucariotas vegetales y animales: 1k a >ared celular ) solo en vegetales+. Dk El citosol Fk os Mi"osomas li"res y agrupados ) polisomas+ k El Aster o /entro /elular) propio de animales+. @k 'icrot"ulos) cilios, =agelos y centríolos+. >ared /elular y 'em"rana >lasm?tica. >ared /elular: Es un recu"rimiento de la c0lula, compuesto por car"o!idratos y proteínas, presente principalmente en "acterias )procariontes+ y plantas )pared de celulosa+. 'em"rana plasm?tica: &e trata de una estructura el?stica muy delgada. &u estructura "?sica es una película delgada de lípidos de dos mol0culas de espesor, que unciona como "arrera al paso de agua y sustancias !idrosolu"les entre el líquido extracelular y el líquido intracelular. Llotando en la "icapa lipídica, se encuentran mol0culas proteínicas. D. os organelos, características y uncin. En "iología celular, se denomina org?nulo )o tam"i0n organelas, organelos, organoides o me;or elementos celulares+ a las dierentes estructuras suspendidas en el citoplasma de la c0lula eucariota, que tienen una orma y unas unciones especializadas "ien defnidas, dierenciadas y que su propia envuelta de mem"rana lipídica. a c0lula procariota carece de la mayor partepresentan de los org?nulos. ]o todas las c0lulas eucariotas contienen todos los org?nulos al mismo tiempo, aparecen en determinadas c0lulas de acuerdo a sus unciones.
D1
lucoc?liz )exclusivo de ecucarionte animal+. Es un con;unto de azcares unidos a las proteínas o lípidos de la mem"rana celular. Es el sistema receptor de la c0lula que reconoce el am"iente )virus, "acterias, !ormonas+, est? !ec!o de car"o!idratos. 'icrot"ulos. &on parte del citoesqueleto, encargados del transporte intracelular. %parato de olgi. (rganelo mem"ranoso, ormado por un con;unto de sacos aplanados, sus unciones son: &ecrecin de proteínas, maduracin de proteínas, glucosilacin )sulatacin: pega grupos sulatos y car"oxilacin: pega azcares, grupos car"ono+. 'itocondria )slo eucariontes+. &us unciones son: a respiracin celular y la produccin de %T>, tienen dos mem"ranas, una interna y otra externa, tiene su material gen0tico propio, tiene enzimas respiratorias. isosoma )slo eucariontes animales+. &on unos sacos es0ricos que contienen enzimas !idrolíticas )digestivas+, y digieren la materia org?nica. /uando la c0lula muere, estos sacos se rompen y las enzimas li"eradas, digieren a los componentes celulares. Metículo Endopl?smico )M.E.+. Este se puede dividir en retículo endopl?smico liso y rugoso, y sus unciones son: servir de transporte irítracelular. < las unciones particulares son: Metículo endopl?smico liso: Est? involucrado en la síntesis de lípidos. Metículo endopl?smico rugoso: Tiene ri"osomas que se encargan de la síntesis de proteínas. Mi"osomas. &on componentes celulares no mem"ranosos. &e pueden encontrar aisladpso en el retículo endopl?smico rugoso, su uncin en am"os casos es la síntesis de proteínas. onoro. )exclusivo de procariontes+. Tiene la inormacin gen0tica de la c0lula, normalmente consiste en una mol0cula de 6]% duplo-!elicoidal, est? anclado a la mem"rana interna, y est? disperso pero con cierto orden. 'esosoma )exclusivo de procariontes+. &on extensiones de la mem"rana interna, puede contener paquetes de enzimas respiratorias del /iclo de jre"s )respirosomas+. ?melas )exclusivo de >rocariontes+. Est?n ad!eridas a la mem"rana interna, y son paquetes de enzimas otosint0ticas, en caso de que sea una "acteria oto-sint0tica, es una especie de organelo primitivo. %quí inicia la minimizacin de la entropía. %quí inicia la otosíntesis, y son equivalentes a las mem"ranas internas del cloroplasto. >l?smidos )exclusivo de procariontes+. &on anillos de 6]% de do"le !0lice con aproximadamente DG genes, tam"i0n llamados genes mviles, se de"en incorporar al gonoro para expresarse. &u nom"re cam"ia de pl?smido a episoma cuando se incorporan al 6]% de gonoro. >illi )exclusivo de procariontes+. &on prolongaciones de la pared celular, permiten la con;ugacin entre "acterias ormando un puente citoplasma-citoplasma, de esta manera, las "acterias intercam"ian pl?smidos. /?psula )exclusivo de procariontes+. Es una cu"ierta tipo musilaginoso, muy "landa, orma de proteccin, capa aislante, ormada por polisac?ridos principalmente, es la causa de patogenicidad de la "acteria. Llagelo. &on, una especie de organelos pequeos que utilizan mol0culas de %T>, para darle movilidad a la c0lula. /loroplastos )exclusivo de vegetales+. os cloroplastos son receptores de la energía luminosa, que convierten en energía química del %T> para la "iosíntesis de la glucosa y otras "iomol0culas org?nicas a partir del dixido de car"ono, agua y otros precursores. El oxígeno se genera en las plantas durante la otosíntesis. os cloroplastos son la principal uente de energía de las c0lulas otosint0ticas expuestas a la luz. #acuola: as vacuolas segregan productos de desec!o de las c0lulas vegetales y eliminan sales y otros solutos cuya concentracin aumenta gradualmente durante el tiempo de vida de la c0lula. % veces algunos solutos cristalizan en el interior de las vacuolas, se encuentran "?sicamente en vegetales y tienen gran tamao, en animales son menos recuentes y tienen menor tamao. %strctra fnción de los organelos cellares %&T)(CT()+ D !)G+" C!MP!&$C$=" %*! '(EM$C+ Cápsl a
Pared cellar
Memr ana cellar
Envoltura celular de polisac?ridos de consistencia viscosa. Estructura rígida compuesta por polisac?rido estructural llamado celulosa en las c0lulas vegetales en tanto que en las "acterias se encuentra constituida por peptidoglicanos. en la mayoría de los !ongos de celulosa y quitina, excepto en los mycoplasmas. Estructura ormada por una do"le unidad de mem"rana, constituida químicamente de osolípidos,
(B$C+C$="
("C$="
/u"re la pared celular de algunas "acterias.
6etermina el grado de patogenicidad de las "acterias que la presentan. 8rinda rigidez, permite el paso del agua, del aire y materiales disueltos. a pared celular presenta a"erturas que est?n en contacto con las mem"ranas, permitiendo el paso de material de una c0lula a otra.
&e encuentra recu"riendo la mem"rana celular de las c0lulas vegetales, de las "acterias, de las ciano"acterias y los !ongos.
6elimita al citoplasma de todas las c0lulas, en relacin con su medio externo.
6elimita al contenido citoplasm?tico, da proteccin y permite el paso de algunas sustancias, e impide el de otras, ya que es selectivamente
!B&%)V+C$!" %&
En las c0lulas eucariticas encontramos colesterol el cual le proporciona estructura y
DD
proteínas y car"o!idratos
&on pequeas vellosidades Cilios ormadas por nueve paquetes de microt"ulos externos y un par en posicin central. Est?n constituidos químicamente por una proteína llamada tu"ulina &on estructuras largas en orma de l?tigo, de naturaleza lagelo química proteica. s os =agelos procariticos tienen una estructura de QG y la proteína que los orma es la =agelina. En tanto los =agelos eucariticos est?n ormados de tu"ulina con un arreglo estructural de QD. >equeas vellosidades de Pili naturaleza química proteica, llamada pilina
)etícl o endopl asmico
+parat o de Golgi
&e presentan en las mem"ranas de los protozoarios y en el epitelio ciliado de las vías respiratorias superiores de los mamíeros.
&e localizan en la mem"rana celular de "acterias, protozoarios, algunos !ongos, algas y en espermatozoides.
permea"le. El paso de sustancias se lleva a ca"o por diversos mecanismos de transporte a nivel de mem"rana como: diusin, smosis, diusin acilitada, endocitosis y exocitosis )transporte activo+. &on utilizados para la locomocin, para la movilizacin de materiales en el intestino, traquea, "ronquios, etc. En protozoarios son empleados para la captura de alimento.
ayuda a explicar el modelo de mosaico =uido. as c0lulas procariticas carecen de colesterol.
&on utilizados como mecanismos de locomocin y para la captura de alimento.
&e srcinan a partir de los cuerpos "asales o cinetosomas.
&e srcinan a partir de los cuerpos "asales o cinetosomas.
&e !a encontrado que en las "acterias par?sitas, los pilis tienen uncin de f;acin. En las "acterias que presentan procesos de con;ugacin, los pili mantienen unidas a las "acterias durante este proceso. Es un canal ormado &e localiza en el >articipa en el por un sistema interior de la c0lula proceso de la síntesis comple;o de comunicando al de proteínas. % mem"ranas, ncleo con el exterior. trav0s del retículo constituido =uyen sustancias de quimicamente por desec!o o de una estructura alimento para la lipoproteica similar a c0lula !acia el la mem"rana aparato de olgi. celular.
&erie de sacos planos y mem"ranosos de naturaleza química lipoproteica.
&e le localiza en la mem"rana de algunas "acterias.
&e localiza en el citoplasma, cerca del ncleo.
(B$C+C$=" !)G+" %*! %&T)(CT()+ D C!MP!&$C$=" '(EM$C+
Existen dos tipos de 0ste: retículo endopl?smico liso )M.E..+, carente de ri"osomas y el retículo endopl?smico rugoso )M.E.M.+, el cual presenta ri"osomas ad!eridos a su estructura. %lmacena sustancias En las c0lulas como lípidos y vegetales no proteínas y secrecin esta muy desade ellas. rrollado y se le denomina dictiosoma.los lisosomas se srcinan a partir de este organelo. ("C$="
!B&%)V+C$!" %&
DF
Estructuras es0ricas ormadas por dos su"unidades de dierente peso molecular y que se srcinan del nucleolo.
&e les puede localizar li"res en el citoplasma o tam"i0n ad!eridos a las mem"ranas del M.E.M.
>articipa activamente en la síntesis de proteínas, "a;o la orma de ?cido ri"onucleico ri"osomal )M]%r+.
&on a"undantes en las c0lulas procariticas y son de menor tamao que los de las c0lulas eucariticas
&on estructuras es0ricas rodeadas de una mem"rana, son producidas por el aparato de olgi en su interior se encuentran enzimas !idrolíticas.
&e les encuentra suspendidos en el citoplasma de las c0lulas.
Est?n implícitos en la digestin de macromol0culas, como son lípidos, polisac?ridos, proteínas y ?cidos nucleicos.
/uando la c0lula pierde su control so"re sí misma, los lisosomas la autodesintegra n.
Estructuras mem"ranosas de composicin química lipoproteica, que en Plastos su interior pueden contener pigmentos, enzimas y`o iones.
&e encuentran en el citoplasma de las c0lulas tanto de algas como de plantas.
&irven como almac0n )+ de proteínas, lípidos o almidn )leucoplastos+ , o "ien de pigmentos )cromoplastos+. En el caso de los cloroplastos, participan en el proceso ana"lico de la otosíntesis.
os plastos se clasifcan en: leucoplastos, ormados por una mem"rana comoplastos, que almacenan pigmentos ro;o, amarillo y anaran;ado y los cloroplastos, que en su interior encontramos la grana, intergrana y los tilacoides, dentro de los cuales esta contenida la mol0cula de clorofla. El cloroplasto contiene su propia mol0cula de 6]%, independiente de la del ncleo.
En algunas c0lulas "acterianas la Mesoso mem"rana celular ma se pliega en orma de espiral !acia el interior )invaginacin+, dando srcen a estas estructuras su composicin química es lipoproteica. (rganelo de do"le mem"rana donde la interna orma crestas Mitoco mitocondriales de ndria composicin química lipoproteica en las crestas encontramos los transportadores de electrones y en la matriz mitocondrial una gran cantidad de enzimas. as mitocondrias contienen su propio %6], independiente del ncleo.
Luncionan como zona $nterviene en la para inicio de la divisin celular, divisin celular. repartiendo de manera equitativa el material gen0tico para las dos c0lulas !i;as.
)ioso mas
*isoso mas
Estructuras
$nmersas en el citoplasma de las c0lulas.
&0 sitan en el
6entro de la matriz mitocondrial se realizan las reacciones químicas meta"licas del ciclo de 3re"s o del ?cido cítrico. En tanto que en las crestas mitocondriales tiene lugar la cadena respiratoria aquí tam"i0n ocurre la osorilacin oxidativa. a mitocondria tam"i0n es conocida como la *central energ0tica*, ya que en ella se produce la mayor cantidad de energía meta"lica "a;o la orma de triosato de adenosina )%T>+. %lmacenamiento,
Estos organelos se presentan en mayor cantidad en aquellas c0lulas con mayor actividad meta"lica )de secrecin, de síntesis y musculares+.
as vacuolas de
D
Vacol a
mem"ranosas sencillas de naturaleza química lipoproteica, de orma es0rica.
citoplasma de las c0lulas animales y vegetales.
&on estructuras Centrio tu"ulares de lo naturaleza química proteica.
&e encuentra cerca del ncleo.
$ Citoesq nterconecciones de eleto naturaleza química proteica, de orma !)G+" flamentosa. %*! %&T)(CT()+ D C!MP!&$C$=" '(EM$C+
&e localiza en el interior del citoplasma.
"Fcleo
(B$C+C$="
Estructura de orma es0rica y de tamao variado en las c0lulas eucariticas se >osicin central, presenta una tendiente !acia la mem"rana nuclear regin superior. con poros, que encierra al nucleoplasma, al nucleolo y a la cromatina )%6]+ tam"i0n se encuentran enzimas y proteínas. En las c0lulas procariticas no !ay mem"rana nuclear
"cleol Estructura es0rica, o de composicin química a "ase de M]%.
6entro del ncleo.
digestiva, de excrecin y osmorreguladoras )contr?ctiles+.
las c0lulas vegetales son de mayor tamao y llegan a ocupar !asta las w partes del ?rea celular. 6urante la divisin En las c0lulas celular el centriolo se vegetales no se divide y da srcen a !an o"servado. los asters, de los a estructura cuales se producen de los las f"ras del !uso centriolos "a;o acrom?tico o el microscopio mittico. electrnico, revela Q triadas de microt"ulos. 'antiene la orma /onstituye el tridimensional de la armazn c0lula f;a a los din?mico de la organelos y permite c0lula y le un tr?nsito interno. "rinda la orma ("C$=" tridimensional. En la c0lula vegetal suple la uncin del centriolo !B&%)V+C$! "%&
/oordina los procesos meta"licos, la reproduccin y la !erencia, por lo cual se considera el centro de control de la c0lula
En los protozoarios del grupo de los ciliados, se presentan dos tipos de ncleos: el macroncleo, que regula las unciones meta"licas y dos o m?s microncleos, dependiendo de la especies, que participan en el proceso de reproduccin sexual llamado con;ugacin.
% partir de este se sintetiza el M]% r y el M]% t.
)espiración a respiracin celular es el con;unto de reacciones químicas mediante las cuales se o"tiene energía a partir de la degradacin de sustancias org?nicas, como los azucares y los ?cidos, principalmente. /omprende dos ases: en la primera se oxida la glucosa )azcar+ y no depende del oxigeno, por lo que reci"e el nom"re de respiracin anaer"ica o gluclisis, reaccin que se lleva a ca"o en el citoplasma de la c0lula. a segunda ase se realiza con la intervencin del oxigeno y reci"e el nom"re de respiracin aer"ica o ciclo de jre"s y se realiza en estructuras especiales de la c0lula llamadas mitocondrias. )espiración anaeroia El proceso anaero"io es un proceso "iolgico de oxido reduccin de monosac?ridos y otros compuestos en el que el aceptor terminal de electrones es una mol0cula inorg?nica distinta del oxígeno, y m?s raramente una mol0cula org?nica. a realizan exclusivamente algunos grupos de "acterias y para ello utilizan una cadena transportadora de electrones an?loga a la de las mitocondria en la respiracin aer"ica.1 ]o de"e conundirse con la ermentacin, que es un proceso tam"i0n anaer"ico, pero en el que no participa nada parecido a una cadena transportadora de electrones y el aceptor fnal de electrones es siempre una mol0cula org?nica. ermentación láctica a ermentacin l?ctica es una ruta meta"lica anaer"ica que ocurre en el citosol de la c0lula, en la cual se oxida parcialmente la glucosa para o"tener energía y donde el producto de desec!o es el ?cido l?ctico.
D@
Este proceso lo realizan muc!as "acterias )llamadas "acterias l?cticas+, !ongos, algunos protozoos y muc!os te;idos animales en eecto, la ermentacin l?ctica tam"i0n se verifca en el te;ido muscular cuando, a causa de una intensa actividad motora, no se produce una aportacin adecuada de oxígeno que permita el desarrollo de la respiracin aer"ica. /uando el ?cido l?ctico se acumula en las c0lulas musculares produce síntomas asociados con la atiga muscular. %lgunas c0lulas, como los eritrocitos, carecen de mitocondrias de manera que se ven o"ligadas a o"tener energía por medio de la ermentacin l?ctica por el contrario, el par0nquima muere r?pidamente ya que no ermenta, y su nica uente de energía es la respiracin aer"ica. 4n e;emplo de este tipo de ermentacin es la acidifcacin de la lec!e. /iertas "acterias )acto"acillus, &treptococcus+, al desarrollarse en la lec!e utilizan la lactosa )azcar de lec!e+ como uente de energía. a lactosa, al ermentar, produce energía que es aprovec!ada por las "acterias y el ?cido l?ctico es eliminado. a coagulacin de la lec!e )cua;ada+ resulta de la precipitacin de las proteínas de la lec!e, y ocurre por el descenso de p5 de"ido a la presencia de ?cido l?ctico. Este proceso es la "ase para la o"tencin del yogur. El ?cido l?ctico, dado que otorga acidez al medio, tiene excelentes propiedades conservantes de los alimentos. E;emplos de esto ltimo son el c!ucrut y el ensilado de granos para orra;e. ermentación alco1ólica a ermentacin alco!lica )denominada tam"i0n como ermentacin del etanol o incluso ermentacin etílica+ es un proceso "iolgico de ermentacin en plena ausencia de aire )oxígeno - (D+, srcinado por la actividad de algunos microorganismos que procesan los !idratos de car"ono )por regla general azcares: como pueden ser por e;emplo la glucosa, la ructosa, la sacarosa, el almidn, etc.+ para o"tener como productos fnales: un alco!ol en orma de etanol )cuya rmula química es: /5F-/5D-(5+, dixido de car"ono )/(D+ en orma de gas y unas mol0culas de %T> que consumen los propios microorganismos en su meta"olismo celular energ0tico anaer"ico. El etanol resultante se emplea en la ela"oracin de algunas "e"idas alco!licas, tales como el vino, la cerveza, la sidra, el cava, etc.1 %unque en la actualidad se empieza a sintetizar tam"i0n etanol mediante la ermentacin a nivel industrial a gran escala para ser empleado como "iocom"usti"le.D F a ermentacin alco!lica tiene como fnalidad "iolgica proporcionar energía anaer"ica a los microorganismos unicelulares )levaduras+ en ausencia de oxígeno para ello disocian las mol0culas de glucosa y o"tienen la energía necesaria para so"revivir, produciendo el alco!ol y /(D como desec!os consecuencia de la ermentacin. as levaduras y "acterias causantes de este enmeno son microorganismos muy !a"ituales en las rutas y cereales y contri"uyen en gran medida al sa"or de los productos ermentados )v0ase Evaluacin sensorial+. 4na de las principales características de estos microorganismos es que viven en am"ientes completamente carentes de oxígeno )(D+, m?xime durante la reaccin química, por esta razn se dice que la ermentacin alco!lica es un proceso anaer"ico. a respiracin aer"ica es un tipo de meta"olismo energ0tico en el que los seres vivos extraen energía de mol0culas org?nicas, como la glucosa, por un proceso comple;o en el que el car"ono es oxidado y en el que el oxígeno procedente del aire es el oxidante empleado. En otras variantes de la respiracin, muy raras, el oxidante es distinto del oxígeno )respiracin anaer"ica+. a respiracin aer"ica es el proceso responsa"le de que la mayoría de los seres vivos, los llamados por ello aero"ios, requieran oxígeno. a respiracin aer"ica es propia de los organismos eucariontes en general y de algunos tipos de "acterias. El oxígeno que, como cualquier gas, atraviesa sin o"st?culos las mem"ranas "iolgicas, atraviesa primero la mem"rana plasm?tica y luego las mem"ranas mitocondriales, siendo en la matriz de la mitocondria donde se une a electrones y protones )que sumados constituyen ?tomos de !idrgeno+ ormando agua. En esa oxidacin fnal, que es comple;a, y en procesos anteriores se o"tiene la energía necesaria para la osorilacin del %T>. En presencia de oxígeno, el ?cido pirvico, o"tenido durante la ase primera anaero"ia o gluclisis, es oxidado para proporcionar energía, dixido de car"ono y agua. % esta serie de reacciones se le conoce con el nom"re de respiracin aer"ica. a reaccin química glo"al de la respiracin es la siguiente: /O 51D (O O(D --- O/(D O5D( Ciclo de >res /iclo de jre"sEl ciclo de jre"s )conocido tam"i0n como ciclo de los ?cidos tricar"oxílicos o ciclo del ?cido cítrico+ es un ciclo meta"lico de importancia undamental en todas las c0lulas que utilizan oxígeno durante el proceso de respiracin celular. En estos organismos aer"icos, el ciclo de jre"s es el anillo de con;uncin de las rutas meta"licas responsa"les de la degradacin y desasimilacin de los car"o!idratos, las grasas y las proteínas en an!ídrido car"nico y agua, con la ormacin de energía química. El ciclo de jre"s es una ruta meta"lica anf"lica, ya que participa tanto en procesos cata"licos como ana"licos. Este ciclo proporciona muc!os precursores para la produccin de algunos amino?cidos, como por e;emplo el cetoglutarato y el oxalacetato, así como otras mol0culas undamentales para la c0lula. El ciclo toma su nom"re en !onor del científco anglo-alem?n 5ans %dol jre"s, que propuso en 1QFR los elementos clave de la ruta meta"lica. >or este descu"rimiento reci"i en 1Q@F el >remio ]o"el de 'edicina. &íntesis de proteínas &e conoce como síntesis de proteínas al proceso por el cual se componen nuevas proteínas a partir dede losproteínas veinte amino?cidos En este proceso, transcri"e celular. el %6] en %M]. a síntesis se realiza enesenciales. los ri"osomas situados en elsecitoplasma En el proceso de síntesis, los amino?cidos son transportados por %M] de transerencia correspondiente para cada amino?cido !asta el %M] mensa;ero donde se unen en la posicin adecuada para ormar las nuevas proteínas.
DO
%l fnalizar la síntesis de una proteína, se li"era el %M] mensa;ero y puede volver a ser leído, incluso antes de que la síntesis de una proteína termine, ya puede comenzar la siguiente, por lo cual, el mismo %M] mensa;ero puede utilizarse por varios ri"osomas al mismo tiempo. Transcripción síntesis de +)M El proceso de síntesis de %M] o TM%]&/M$>/$], consiste en !acer una copia complementaria de un trozo de %6]. El %M] se dierencia estructuralmente del %6] en el azcar, que es la ri"osa y en una "ase, el uracilo, que reemplaza a la timina. %dem?s el %M] es una cadena sencilla. En una primera etapa, una enzima, la %M]-polimerasa se asocia a una regin del %6],denominada promotor, la enzima pasa de una confguracin cerrada a a"ierta, y desenrolla una vuelta de !0lice, permitiendo la polimerizacin del %M] a partir de una de las !e"ras de %6] que se utiliza como patrn. a %M]-polimerasa, se desplaza por la !e"ra patrn, insertando nucletidos de %M], siguiendo la complementariedad de "ases. /uando se !a copiado toda la !e"ra, al fnal del proceso, la cadena de %M] queda li"re y el %6] se cierra de nuevo, por apareamiento de sus cadenas complementarias. 6e esta orma, las instrucciones gen0ticas copiadas o transcritas al %M] est?n listas para salir al citoplasma. El %6], por tanto, es la *copia maestra* de la inormacin gen0tica, que permanece en *reserva* dentro del ncleo. El %M], en cam"io, es la *copia de tra"a;o* de la inormacin gen0tica. Este %M] que lleva las instrucciones para la síntesis de proteínas se denomina %M] mensa;ero. Tradcción @&íntesis de proteínas a síntesis de proteínas se inicia cuando un determinado m-M]%, que tiene el mensa;e de un determinado gen, se une a un ri"osoma. os amino?cidos no son capaces de reconocer ni interactuar con sus codones correspondientes. >ara ello mol0cula !ace de intermediaria: el M]% de transerencia. /ada amino?cido es llevado !asta el ri"osoma por su propio t-M]%. /ada t-M]% tiene dos extremos: uno que reconoce y se une a su amino?cido particular y otro que tiene tres "ases complementarias al codn correspondiente a dic!o amino?cido. Estas tres "ases del t-M]% se denominan anticodn.
una el
as etapas de la síntesis de proteínas son las siguientes: a+ el m-M]% se une al ri"osoma "+ el primer codn del m-M]% reacciona con el comple;o Wt-M]%1aa1X correspondiente, que generalmente suele ser el Wt-M]%1metioninaX ya que el primer codn suele ser %4 c+ a continuacin, el segundo codn reacciona con su respectivo Wt-M]%DaaDX d+ los dos amino?cidos, situados muy prximos, reaccionan ormando un enlace, quedando unidos los dos primeros amino?cidos aa1-aaD e+ el t-M]%1 del primer amino?cido queda li"re y sale del ri"osoma dispuesto para ser reutilizado, para HcargarI su amino?cido correspondiente de nuevo + el tercer codn queda expuesto y reacciona con su correspondiente Wt-M]%FaaFX de nuevo se orma un enlace, dando como resultado la cadena aa1-aaD-aaF, quedando li"re el t-M]%D g+ el proceso contina y del mismo modo se van HleyendoI los sucesivos codones por su correspondientes t-M]%s, y la cadena peptídica va creciendo !+ fnalmente, al llegar a un codn de terminacin se li"era la cadena de amino?cidos. a sínteis de proteínas es un proceso que requiere energía. Esta energía es utilizada para la ormacin de los enlaces peptídicos entre los amino?cidos, para la unin de los amino?cidos con sus respecivos t-M]%s y para el movimiento del ri"osoma a lo largo del m-M]%. El %M] mensa;ero es el que lleva la inormacin para la síntesis de proteínas, es decir, determina el orden en que se unir?n los amino?cidos.
Esta inormacin est? codifcada en orma de tripletes, cada tres "ases constituyen un codn que determina un amino?cido. as reglas de correspondencia entre codones y amino?cidos constituyen el código gentico. a síntesis de proteínas o traduccin tiene lugar en los ri"osomas del citoplasma. os amino?cidos son transportados por el %M] de transerencia, específco para cada uno de ellos, y son llevados !asta el %M] mensa;ero, dnde se aparean el codn de 0ste y el anticodn del %M] de transerencia, por complementariedad de "ases, y de 0sta orma se sitan en la posicin que les corresponde. 4na vez fnalizada la síntesis de una proteína, el %M] mensa;ero queda li"re y puede ser leído de nuevo. 6e !ec!o, es muy recuente que antes de que fnalice una proteína ya est? comenzando
DR
otra, con lo cual, una misma mol0cula de %M] mensa;ero, est? siendo utilizada por varios ri"osomas simultan0amente.
En esta maqueta se !a representado el %M] mensa;ero como una varilla con los codones );uego de tres colores+. El ri"osoma est? f;ado al flamento, y las mol0culas de %M] transerencia, con los anticodones unidos a los codones del %M]m . En la parte superior se o"servan tres amino?cidos unidos .
#ivisión a divisinCellar celular es el proceso por el cual el material celular se divide entre dos nuevas c0lulas !i;as. En los organismos unicelulares esto aumenta el nmero de individuos de la po"lacin. En las plantas y organismos multicelulares es el procedimiento en virtud del cual crece el organismo, partiendo de una sola c0lula, y tam"i0n son reemplazados y reparados los te;idos estropeados. as c0lulas en divisin pasan a trav0s de una secuencia regular de crecimiento y divisin, conocida como ciclo celular. El ciclo consiste en una ase 1, durante la cual las mol0culas y estructuras citoplasm?ticas aumentan una ase & durante la cual los cromosomas se duplican una ase D, durante la cual comienza la condensacin de los cromosomas y el ensam"la;e de las estructuras especiales requeridas para la mitosis y la citocinesis la mitosis, durante la cual los cromosomas duplicados son distri"uidos entre dos ncleos !i;os y la citocinesis, durante la cual el citoplasma se divide, separando a la c0lula materna en dos c0lulas !i;as. as tres primeras ases del ciclo celular se conocen, colectivamente como interase. a regulacin del ciclo celular ocurre tardíamente en la ase 1, y puede implicar la interaccin de diversos actores. *a mitosis as ases de la mitosis son convencionalmente cuatro: >roase, metaase, anaase y teloase. 6e ellas la proase es la m?s larga. &i una divisin mittica ocurre en diez minutos, por lo menos O minutos se tarda la c0lula en >roase. En la >roase los centríolos se separan. Entre los pares de centríolos, orm?ndose a medida que estos se separan, est?n los microt"ulos que se transorman en las f"ras polares del !uso. >ara el fnal de la >roase los cromosomas est?n completamente condensados y no est?n separados del citoplasma. 6urante la metaase temprana, los pares de crom?tidas se mueven dentro del !uso, aparentemente conducidos por las f"ras del !uso, como si ueran atraídos por un polo y luego por el otro. Linalmente los pares de crom?tidas se disponen en el plano medial de la c0lula. Esto seala el fnal de la metaase. %l comienzo de la anaase, la etapa m?s r?pida de la mitosis, los centrmeros se separan simult?neamente en todos los pares de crom?tidas. uego se separan las crom?tidas de cada par y cada crom?tida se transorma en un cromosoma separado, siendo am"as crom?tidas atraídas, aparentemente !acia polos opuestos por las f"ras del cinetocoro. %l iniciarse la teloase, los cromosomas alcanzan los polos opuestos y el !uso comienza a dispersarse. uego se orman sendas envolturas nucleares que se vuelven a ormar alrededor de los dos con;untos de cromosomas, que una vez m?s se vuelven diusos. En cada ncleo reaparecen los nuclelos. *a meiosis Existen algunas c0lulas que no tienen el nmero normal de cromosomas y son las llamadas c0lulas sexuales )germinales+ o gametos masculinos y emeninos )espermatozoides y vulos, respectivamente+, los cuales cuentan con la mitad de la dotacin cromosmica. a meiosis consiste en dos divisiones nucleares sucesivas, la meioisis $ )que separa los cromosomas que se !a"ían apareado+ y la meiosis $$ )encargada de separar las mitades de estos+. /ada divisin tiene las siguientes etapas: proase, anaase y teloase. Linalmente, la meiosis com"inada con la ecundacin, es el undamento de la reproduccin sexual. 6e"emos recordar que los organismos superiores que se reproducen de orma sexual se orman a partir de la unin de dos c0lulas sexuales especiales denominadas gametos. a meiosis consta de dos divisiones celulares sucesivas )meiosis $ y meiosis $$+ con una sola replicacin del material gen0tico, previa a la primera divisin. os gametos se srcinan mediante meiosis, proceso exclusivo de divisin de las c0lulas germinales )o c0lulas sexuales+. a meiosis es un mecanismo de divisin celular que a partir de una c0lula diploide )Dn+ permite la o"tencin de cuatro c0lulas !aploides )n+ con dierentes com"inaciones de genes. a meiosis se dierencia de la mitosis en que slo se transmite a cada c0lula nueva un cromosoma de cada una de las pare;as )!ay DF pare;as, por tanto son O cromosomas+ de la c0lula srcinal. >or esta razn, cada gameto contiene la mitad del nmero de cromosomas que tienen el resto de las c0lulas del cuerpo )o sea, DF cromosomas+. /uando en la ecundacin se unen dos gametos, la c0lula resultante, llamada cigoto, contiene toda la dotacin do"le de cromosomas )O+. a mitad de estos cromosomas proceden de un progenitor y la otra mitad del otro. a meiosis, entonces, consiste en dos divisiones sucesivas de una c0lula diploide )primera y segunda divisin meitica+, acompaadas por una sola divisin de sus cromosomas. En los organismos multicelulares )el !om"re es uno de ellos+, la meiosis ocurre nicamente en los rganos encargados de la ormacin de c0lulas sexuales. Estos rganos se denominan gnadas en los animales y son los ovarios de la !em"ra, que producen gametos emeninos u vulos, y los testículos del mac!o, que generan gametos masculinos o espermatozoides. En las plantas con =ores )anergamas o espermatftas+, la meiosis opera en determinadas estructuras =orales: *ovario* y * antera*.
DS
6e"ido a que la meiosis consiste en dos divisiones celulares, estas se distinguen como 'eiosis $ y 'eiosis $$. %m"os sucesos diferen signifcativamente de los de la mitosis. /ada divisin meiotica se divide ormalmente en los estados de: >roase, 'etaase, %naase y Teloase. 6e estas la m?s comple;a y de m?s larga duracin es la >roase $, que tiene sus propias divisiones: eptoteno, /itogeno, >aquiteno, 6iploteno y 6iacinesis. 2mano 1ereditaria Gentica a gen0tica es el campo de la "iología que "usca comprender la !erencia "iolgica que se transmite de generacin en generacin. en0tica proviene de la pala"ra {|V} )gen+ que en griego signifca *descendencia*. El estudio de la gen0tica permite comprender qu0 es lo que exactamente ocurre en el ciclo celular, )replicar nuestras c0lulas+ y reproduccin, )meiosis+ de los seres vivos y cmo puede ser que, por e;emplo, entre seres !umanos se transmitan características "iolgicas genotipo)contenido del genoma específco de un individuo en orma de %6]+, características ísicas enotipo, de apariencia y !asta de personalidad. *ees de Mendel as eyes de 'endel son un con;unto de reglas "?sicas so"re la transmisin por !erencia de las características de los organismos padres a sus !i;os. Estas reglas "?sicas de !erencia constituyen el undamento de la gen0tica. >rimera ley de 'endel: % esta ley se le llama tam"i0n ey de la uniormidad de los !í"ridos de la primera generacin )L1+, y dice que cuando se cruzan dos variedades individuos de raza pura, am"os !omocigotos, para un determinado car?cter, todos los !í"ridos de la primera generacin son iguales. os individuos de esta primera generacin flial )L1+ son !eterocigticos o !í"ridos, pues sus genes alelos llevan inormacin de las dos razas puras u !omocigticas: la dominante, que se manifesta, y la recesiva, que no lo !ace.. 'endel lleg a esta conclusin tra"a;ando con una variedad pura de plantas de guisantes que producían las semillas amarillas y con una variedad que producía las semillas verdes. %l !acer un cruzamiento entre estas plantas, o"tenía siempre plantas con semillas amarillas. (tros casos para la primera ley. a primera ley de 'endel se cumple tam"i0n para el caso en que un determinado gen d0 lugar a una !erencia intermedia y no dominante, como es el caso del color de las =ores del *dondiego de noc!e*. %l cruzar las plantas de la variedad de =or "lanca con plantas de la variedad de =or ro;a, se o"tienen plantas de =ores rosas, como se puede o"servar a continuacin: &egunda ley de 'endel: % la segunda ley de 'endel tam"i0n se le llama de la separacin o disyuncin de los alelos. 'endel tom plantas procedentes de las semillas de la primera generacin )L1+ del experimento anterior y las poliniz entre sí. 6el cruce o"tuvo semillas amarillas y verdes en la proporcin que se indica en la fgura. %sí pues, aunque el alelo que determina la coloracin verde de las semillas parecía !a"er desaparecido en la primera generacin flial, vuelve a maniestarse en esta segunda generacin. os dos alelos distintos para el color de la semilla presentes en los individuos de la primera generacin flial, no se !an mezclado ni !an desaparecido, simplemente ocurría que se maniesta"a slo uno de los dos. /uando el individuo de enotipo amarillo y genotipo %a, orme los gametos, se separan los alelos, de tal orma que en cada gameto slo !a"r? uno de los alelos y así puede explicarse los resultados o"tenidos. (tros casos para la el segunda ley. En de los que presentan !erencia intermedia, tam"i0n se cumple enunciado de el la caso segunda ley.genes &i tomamos dos plantas de =ores rosas de la primera generacin flial )L1+ y las cruzamos entre sí, se o"tienen plantas con =ores "lancas, rosas y ro;as. Tam"i0n en este caso se manifestan los alelos para el color ro;o y "lanco, que permanecieron ocultos en la primera generacin flial. En el caso de los genes que manifestan !erencia dominante, no existe ninguna dierencia aparente entre los individuos !eterocigticos )%a+ y los !omocigticos )%%+, pues am"os individuos presentarían un enotipo amarillo. a prue"a del retrocruzamiento, o simplemente cruzamiento prue"a, sirve para dierenciar el individuo !omo- del !eterocigtico. /onsiste en cruzar el enotipo dominante con la variedad !omocigtica recesiva )aa+. - &i es !omocigtico, toda la descendencia ser? igual, en este caso se cumple la primera ey de 'endel. - &i es !eterocigtico, en la descendencia volver? a aparecer el car?cter recesivo en una proporcin del @G. Tercera ley de 'endel. &e conoce esta ley como la de la !erencia independiente de caracteres, y !ace reerencia al caso de que se contemplen dos caracteres distintos. /ada uno de ellos se transmite siguiendo las leyes anteriores con independencia de la presencia del otro car?cter. Mtaciones En en0tica se denomina mutacin gen0tica, mutacin molecular o mutacin puntual a los cam"ios que alteran la secuencia de nucletidos del %6]. Estas mutaciones pueden llevar a la
DQ
sustitucin de amino?cidos en las proteínas resultantes. 4n cam"io en un solo amino?cido puede no ser importante si es conservativo y ocurre uera del sitio activo de la proteína. 6e lo contrario puede tener consecuencias severas, como por e;emplo: a sustitucin de valina por ?cido glut?mico en la posicin O de la cadena polip0ptidica de la "eta-glo"ina da lugar a la enermedad anemia alciorme en individuos !omocigticos de"ido a que la cadena modifcada tiene tendencia a cristalizar a "a;as concentraciones de oxígeno. as proteínas del col?geno constituyen una amilia de mol0culas estructuralmente relacionadas que son vitales para la integridad de muc!os te;idos incluidos la piel y los !uesos. a mol0cula madura del col?geno est? compuesta por F cadenas polipeptídicas unidas en una triple !0lice. as cadenas se asocian primero por su extremo /-terminal y luego se enroscan !acia el extremo ]-terminal. >ara lograr este plegado, las cadenas de col?geno tienen una estructura repetitiva de F amino?cidos: glicina - K - < )K es generalmente prolina y < puede ser cualquiera de un gran rango de amino?cidos+. 4na mutacin puntual que cam"ie un solo amino?cido puede distorsionar la asociacin de las cadenas por su extremo /-terminal evitando la ormacin de la triple !0lice, lo que puede tener consecuencias severas. 4na cadena mutante puede evitar la ormacin de la triple !0lice, an cuando !aya D monmeros de tipo salva;e. %l no tratarse de una enzima, la pequea cantidad de col?geno uncional producido no puede ser regulada. a consecuencia puede ser la condicin dominante letal osteog0nesis imperecta. Entre las mutaciones gen0ticas podemos distinguir: 'utacin por sustitucin de "ases: &e producen al cam"iar en una posicin un par de "ases por otro )son las "ases nitrogenadas las que distinguen los nucletidos de una cadena+. 6istinguimos dos tipos que se producen por dierentes mecanismos "ioquímicos: 'utaciones transicionales o simplemente transiciones, cuando un par de "ases es sustituido por su alternativa del mismo tipo. as dos "ases pricas son adenina )%+ y guanina )+, y las dos pirimídicas son citosina )/+ y timina )T+. a sustitucin de un par %T, por e;emplo, por un par /, sería una transicin. 'utaciones transversionales o transversiones, cuando un par de "ases es sustituida por otra del otro tipo. >or e;emplo, la sustitucin del par %T por T% o por /. 'utaciones de corrimiento , cuando se aaden o se quitan pares de nucletidos alter?ndose la longitud de la cadena. &i se aaden o quitan pares en un nmero que no sea mltiplo de tres )es decir si no se trata de un nmero exacto de codones+, las consecuencias son especialmente graves, porque a partir de ese punto, y no slo en 0l, toda la inormacin queda alterada. 5ay dos casos: 'utacin por p0rdida o delecin de nucletidos: En la secuencia de nucletidos se pierde uno y la cadena se acorta en una unidad. 'utacin por insercin de nuevos nucletidos: 6entro de la secuencia del %6] se introducen nucletidos adicionales, interpuestos entre los que ya !a"ía, alarg?ndose correspondientemente la cadena. 'utaciones en los sitios de corte y empalme )&plicing+ as mutaciones de corrimiento del marco de lectura tam"i0n pueden surgir por mutaciones que interferen con el splicing del %M] mensa;ero. El comienzo y fnal de cada intrn en un gen est?n defnidos por secuencias conservadas de %6]. &i un nucletido muta en una de las posiciones altamente conservada, el sitio no uncionar? m?s, con las consecuencias predeci"les para el %M]m maduro y la proteína codifcada. 5ay muc!os e;emplos de estas mutaciones, por e;emplo, algunas mutaciones en el gen de la "eta glo"ina en la "eta talasemia son causadas por mutaciones de los sitios de splicing. +natomía ?siología 1mana &istema tegmentario El sistema tegumentario est? ormado por la piel y los anexos o aneras. a piel es el rgano de mayor extensin en el cuerpo consiste en una envoltura resistente y =exi"le, cuyo epitelio de revestimiento se contina con ylos de los sistemas respiratorio, digestivo y g0nito-urinario, a nivel de sus orifcios externos. as principales unciones que desempean son: 1.- >roteccin. a piel evita la entrada de g0rmenes patgenos, al ser semipermea"le al agua y a drogas de uso externo. D.- Megulacin t0rmica. %yuda a conservar la temperatura corporal. F.- Excrecin. a realiza mediante el sudor. .- &íntesis. En la piel se sintetiza la vitamina 6 y la melanina @.- 6iscriminacin sensorial. 6e"ido a que la piel posee los receptores para el tacto, la presin, el calor, el río y el dolor, mantiene una inormacin al individuo so"re el medio am"iente que lo rodea. as aneras, como estructuras, contri"uyen tam"i0n a las unciones de la piel ya mencionadas. Entre otras estructuras tenemos: el pelo, las uas y las gl?ndulas sudoríparas y se"?ceas. E&TM4/T4M% 5$&T(($/% 6E % >$E a piel est? constituida por dos capas que poseen dierentes estructura y srcen: epidermis y dermis que est?n íntimamente relacionadas . El espesor de la piel es varia"les, de G,@- mm. o mas y *descansa* so"re un te;ido conectivo laxo que tam"i0n varía desde el tipo laxo !asta el adiposo. Este te;ido se denomina !ipodermis y no orma parte de la piel. Epidermis /omo se o"serva la epidermis es la parte m?s superfcial de la piel y est? constituida por un te;ido epitelial estratifcado plano queratinizado, donde se pueden apreciar varias capas o estratos que, en dependencia de su mayor o menor desarrollo permiten clasifcar la piel en gruesa y delgada.
FG
a piel gruesa se !alla en las palmas de las manos y las plan tas de los pies y se caracteriza por presentar una capa gruesa de queratina y por poseer una capa denominada lcida que no existe en la piel delgada. a piel delgada tam"i0n presenta queratina, pero en ella el grosor de la capa de queratina es muc!o menor. >iel gruesa a o"servacin a simple vista de la piel permite apreciar la presencia de surcos y elevaciones que son de"idas a la disposicin de las papilas en la dermis su"yacente. Estos pliegues son m?s visi"les en las palmas de las manos y en los dedos, y constituyen las !uellas digitales. Estrato "asal. lamado tam"i0n germinativo, est? ormado por una capa de c0lulas cilíndricas que presenta recuentemente fguras en mitosis. as c0lulas "asales en interace poseen ncleo grande y ovalado, y relativamente escaso citoplasma. El e;e mayor celular, así como el nuclear, se disponen perpendicularmente a la mem"rana "asal donde descansan estas c0lulas. a mem"rana "asal no se distingue en las preparaciones ordinarias teidas con 5`E, pero puede o"servarse en preparaciones teidas con la t0cnica de >%& y al '`E. Entre las c0lulas de la capa "asal pueden o"servarse otros dos tipos de c0lulas: los melanocitos, c0lulas productoras de melanina y las c0lulas de anger!ans, que !oy se sa"en son macragos epid0rmicos. Estrato espinoso. Meci"e este nom"re porque sus c0lulas muestran delgadas prolongaciones citoplasm?ticas que le dan el aspecto de espinas y que relacionan las prolongaciones de unas c0lulas con las de otras. Esta capa est? ormada por varias !ileras de c0lulas poli0dricas, que se aplanan a medida que se aproximan a la superfcie. %l '`E se !a demostrado que estas espinas intercelulares se orman por la presencia de desmosomas entre las c0lulas vecinas. Estrato granuloso. Es de grosor varia"le y posee c0lulas aplanadas y grandes: toma su nom"re de"ido al gran contenido granular que presenta. os gr?nulos son de querato!ialina, intensamente "asflos, precursores de la queratina "landa. En esta capa es donde mueren las c0lulas epid0rmicas. Estrato lcido. Esta capa no es ?cil de apreciar y cuando aparece lo !ace como una línea clara y "rillante, por encima del estrato granuloso. Este estrato est? ormado por varias capas de c0lulas que muestran ncleos imprecisos. En su citoplasma existe eleidina, sustancia que proviene de la transormacin de la querato!ialina. Estrato crneo. Est? compuesto por una serie de c0lulas de apariencia amora, planas y acidflas. Estas son c0lulas muertas, donde todo el citoplasma est? lleno de queratina. as c0lulas m?s superfciales se descaman con acilidad. >iel delgada a piel delgada cu"re todo el cuerpo menos las palmas de las manos y las plantas de los pies, y contiene menos gl?ndulas sudoríparas que la piel gruesa. a presencia de pelos y gl?ndulas se"?ceas, así como la ausencia del estrato lcido, la distinguen ?cilmente. Estructura de la epidermis al '`E 6EM'$& Es la capa de la piel so"re la cual *descansa* la epidermis tam"i0n se denomina corion. Es una capa de te;ido con;untivo constituida por dos regiones "ien delimitadas: capa papilar y capa reticular . a dermis papilar, de te;ido con;untivo laxo, se dispone ormando protrusiones denominadas papilas d0rmicas que determinan una ondulacin en la epidermis . a dermis papilar es la superior o m?s superfcial que est? en contacto con la epidermis y se extiende !asta los espacios que quedan entre las protrusiones epid0rmicas, denominadas clavos epid0rmicos interpapilares. &eparando esta capa de la epidermis se encuentra una mem"rana "asal, >%& positiva al '`(. En las papilas d0rmicas podemos encontrar terminaciones nerviosas y una gran vascularizacin capilar importante para la nutricin de la epidermis, la cual contri"uye a la coloracin de la piel y a la regulacin t0rmica. En esta capa las f"ras col?genas son fnas y se disponen paralelas a la superfcie. as f"ras el?sticas son fnas. /((M 6E % >$E os actores que in=uyen en capilares. la coloracin de la piel son los pigmentos caroteno y melanina, y la sangre de los El caroteno es un pigmento amarillento presente en el estrato crneo y en los adipocitos de la dermis. a melanina, como !a"íamos planteado, es el pigmento m?s importante de la piel. &u color varía desde el amarillo pardo !asta el negro y se encuentra principalmente en la capa "asal de la epidermis es sintetizada por c0lulas especializadas de la epidermis, denominadas melanocitos. a melanina es un polímero denso de alto peso molecular e insolu"le, que se orma a partir de la tirosina. En la dermis aparecen algunas c0lulas que contienen melanina, los cromatoros estos no producen el pigmento, sino que lo acilitan. a cantidad de sangre que circula por la piel, su contenido de !emoglo"ina y su grado oxigenacin conferen a la piel un tinte que varía entre el ro;izo, rosado o viol?ceo, principalmente en individuos de piel "lanca. &istema esqeltico %strctra El esqueleto !umano es el con;unto total y organizado de piezas seas que proporciona al cuerpo !umano una frme estructura multiuncional )locomocin, proteccin, contencin, sustento, etc.+. % excepcin del !ueso !ioides ^que se !alla separado del esqueleto^, todos los !uesos est?n articulados entre sí ormando un continuum, soportados por estructuras conectivas complementarias como ligamentos, tendones, msculos y cartílagos. El esqueleto de un ser !umano adulto tiene, aproximadamente, DGO !uesos, sin contar las piezas dentarias, los !uesos suturales o 7ormianos )supernumerarios del cr?neo+ y los !uesos sesamoideos. El esqueleto !umano participa con el 1D por ciento del peso total del cuerpo, así una persona que pesa R@ 3ilogramos, Q 3ilogramos de ellos son por su esqueleto.
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El con;unto organizado de !uesos ^u rganos esquel0ticos^ conorma el sistema esquel0tico, el cual concurre con otros sistemas org?nicos )sistema nervioso, sistema articular y sistema muscular+ para ormar el aparato locomotor. El esqueleto seo es una estructura propia de los verte"rados. En 8iología, un esqueleto es toda estructura rígida o semirrígida que da sost0n y proporciona la morología "?sica del cuerpo, así, algunos cartílagos aciales )nasal, auricular, etc.+ de"ieran ser considerados tam"i0n ormando parte del esqueleto. Lunciones El sistema esquel0tico tiene varias unciones, entre ellas las m?s destacadas son: &ost0n mec?nico del cuerpo y de sus partes "landas: uncionando como armazn que mantiene la morología corporal 'antenimiento postural: permite posturas como la "ipedestacin &oporte din?mico: cola"ora para la marc!a, locomocin y movimientos corporales: uncionando como palancas y puntos de ancla;e para los msculos /ontencin y proteccin de las vísceras, ante cualquier presin o golpe del exterior, como, por e;emplo, las costillas al al"ergar los pulmones, rganos delicados que precisan de un espacio para ensanc!arse, %lmac0n meta"lico: uncionando como moderador )tampn o amortiguador+ de la concentracin e intercam"io de sales de calcio y osatos. Transmisin de vi"raciones. %dem?s, en la corteza espon;osa de algunos !uesos, se localiza la m0dula sea, la cual lleva a ca"o la !ematopoyesis o ormacin y dierenciacin de las c0lulas sanguíneas. &istema digestivo %strctra El sistema digestivo es el encargado de digerir los alimentos que tomamos, !aci0ndolos aptos para que puedan ser primero a"sor"idos y luego asimilados. El sistema digestivo comprende el tu"o digestivo y las gl?ndulas ane;as. El tu"o digestivo es un largo conducto que se extiende desde la "oca, que es un orifcio de entrada, !asta el ano, que es el orifcio terminal o de salida de los residuos de la digestin. En el tu"o digestivo se distinguen la "oca, la aringe, el esago, el estmago, el intestino delgado y el intestino grueso. a /avidad 8ucal a "oca es una cavidad en cuyo interior est?n la lengua y los dientes. a lengua es un rgano musculoso en el que reside el sentido del gusto. os dientes son piezas duras enca;adas en los orifcios o alv0olos de los !uesos mandi"ulares. a parte inerior del diente se llama raíz y la porcin li"re externa se llama corona, fgurando entre am"as una zona llamada cuello. Existen tres clases de dientes los incisivos, los caninos, los premolares y los molares. El !om"re adulto posee treinta y dos dientes, diecis0is en cada mandí"ula cuatro incisivos, dos caninos, cuatro premolares y seis molares. a Laringe a aringe es una cavidad msculo-mem"ranosa situada en el ondo de la "oca y con la cual comunica. a aringe comunica a su vez con las osas nasales mediante dos orifcios, llamados coanas, y con el oído medio mediante las trompas de Eustaquio. El Esago El esago es un tu"o que va desde la aringe !asta el estmago. 6esciende verticalmente entre la tr?quea y la columna verte"ral, atraviesa el diaragma y comunica con el estmago por un orifcio llamado cardias. El estmago es un ensanc!amiento del tu"o digestivo en orma de uelle de gaita alargada. El Estmago El estmago est? situado de"a;o del diaragma. En la pared del estmago !ay f"ras musculares lisas, o"licuas, longitudinales y circulares, y su interior no es liso, sino que presenta arrugas y pliegues. %dem?s est? tapizado por una tnica mucosa en la que est?n instaladas las gl?ndulas encargadas de segregar el ;ugo g?strico. El $ntestino El intestino es un tu"o de unos oc!o metros de longitud situado a continuacin del estmago. En 0l se distinguen el intestino delgado y el intestino grueso. El intestino delgado se !alla a continuacin del estmago y comprende el duodeno, el yeyuno y el íleon. En el interior del intestino delgado existen multitud de salientes de un milímetro de longitud, las vellosidades intestinales. En estas vellosidades circula la sangre por una arteriola y una venita, y la lina por un pequeo vaso llamado vaso quilíero. El intestino grueso comprende tres regiones: el ciego, el colon y el recto. El ciego es la primera parte y se une al intestino delgado por la v?lvula ílecocecal. El ciego lleva una prolongacin lateral, el ap0ndice vermiorme. El colon comprende una porcin ascendente, una porcin transversal y una porcin descendente que termina en el recto, que se comunica con el exterior por el ano, por donde son expulsados los excrementos. as l?ndulas %ne;as 6entro de respectivamente, las gl?ndulas ane;as se distinguen gl?ndulas salivares, !ígado y el p?ncreas, ela"oran, la saliva, la "ilis ylas el ;ugo pancre?tico. aselgl?ndulas salivares se que clasifcan en tres pares: dos partidas, dos su"maxilares y dos su"linguales. El !ígado es la gl?ndula m?s voluminosa del cuerpo !umano. Est? situado de"a;o del diaragma, en la regin a"dominal derec!a, cu"riendo algo al estmago. 6el !ígado sale la "ilis por el conducto
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!ep?tico. El p?ncreas ela"ora el ;ugo pancre?tico. Es un rgano alargado situado detr?s del estmago, cerca del duodeno. >osee un conducto que recoge el ;ugo pancre?tico ela"orado en el interior de la gl?ndula. D. Lunciones del sistema digestivo El proceso digestivo a fsiología del aparato digestivo comprende, una serie de enmenos motores, secretores y de a"sorcin, que tienen lugar desde el momento de la ingesta del alimento, !asta la eliminacin fnal de los residuos no tiles para el organismo. >ara ello a de pasar el alimento por la "oca, la aringe, el esago, el estmago , el intestino delgado y el intestino grueso, para terminar con la deecacin, para la cual existe el ano o esínter anal. /avidad 8ucal Es la zona de recepcin del alimento. En ella tienen lugar dos procesos importantes, la masticacin y la insalivacin. a masticacin se defne como el con;unto de movimientos de la cavidad "ucal que tienen como fn a"landar, triturar, moler, rasgar y cortar los alimentos y mezclarlos con la saliva. a mezcla de la saliva con el alimento o insalivacin, se produce con el fn de: 6isolver los alimentos. Esto permite apreciar el sa"or y reconocer la existencia de cualquier sustancia extraa, txicos, irritantes , etc... u"ricacin de los alimentos. Lacilit?ndose así la deglucin. $nicio de la digestin de algunos !idratos de car"ono, gracias a la accin de la enzima amilasa. %ccin "actericida por eecto de la lisozima. 'antenimiento de la !umedad en la cavidad "ucal. El volumen diario de saliva es de 1GGG a 1@GG cmF . Existe una secrecin de saliva "asal, que se llega a multiplicar por cuatro al ingerir alimentos. El mayor volumen secretor procede de las gl?ndulas partidas, seguidas por las su"maxilares. a composicin de la saliva es la siguiente: %gua QO 'oco, de eecto lu"ricante. $ones )sodio, potasio, cloro, osato, "icar"onato y calcio+ &ustancias org?nicas.)4rea, ?cido rico, !ormonas+. Enzimas: amilasa salival o ptialina )inicia la digestin de los car"o!idratos+, galactosidasa )descomponen la galactosa+, lisozima )destructora de "acterias+. lo"ulina )$nmunoglo"ulina %+. >roteína M que protege a la vitamina 81D uni0ndose a ella. Todo ello le otorga un p5 de O.F-O.S. El control de la secrecin salival, se realiza mediante estímulos extra orales, visin u olor de la comida, estímulos orales, la ingestin, y estímulos nerviosos. a deglucin es el proceso por el cual, el alimento se mezcla con la saliva )"olo alimenticio+ y consta de una ase "ucal, una ase aríngea, y una ase eso?gica. El Esago En el esago se producen contracciones activas del msculo eso?gico. Estas contracciones son de tres tipos: >eristaltismo primario: &e produce tras la deglucin, como consecuencia de la rela;acin del esínter eso?gico superior. Esta contraccin es m?s r?pida con alimentos líquidos y calientes, que en el caso de slidos y ríos. >eristaltismo secundario: (riginado por la distensin local del esago. >eristaltismo terciario: 'uy d0"iles. El esínter eso?gico inerior, tiene como principal uncin evitar que el contenido del estomago vuelva al esago. Este esínter suele estar cerrado y se a"re para dar paso al "olo alimenticio. El Estmago El alimento, tras pasar por el esago llega al estmago. 6entro lasuncin, unciones !ay que destacar capacidad de sustancias muy ?cidas, de cuya es g?stricas, la de degradar mec?nica dellaalimento. %lsecretora, llegar la comida al estmago se realiza la mezcla y el ataque por parte de los ;ugos g?stricos. %dem?s interviene en el control del apetito y regula la =ora intestinal. os ;ugos g?stricos est?n compuestos por agua )QS+, sales, ?cido clor!ídrico, mucoproteínas, enzimas proteolíticas, actor intrínseco, secreciones endocrinas e inmunoglo"ulinas. 6entro de estas sustancias destacamos el /5 )?cido clor!ídrico+, secretado por las c0lulas g?stricas parietales, mantiene el p5 necesario, a"landa la f"rina y el col?geno, controla el paso de "acterias al intestino y estimula la secrecin de secretina, estimulador a su vez de la secrecin pancre?tica y "iliar. Existen tres vías undamentales por las que se estimula la secrecin ?cida. >or vía paracrina acta la !istamina, por vía endocrina la gastrina y por vía neurocrina acta la acetilcolina. Estas tres sustancias li"eran mensa;eros que estimulan las c0lulas perietales. % su vez existen in!i"idores de esta secrecin, como son la presencia de /5 y de grasas en el duodeno. % la salida del estomago existe el esínter pilrico, cuya uncin es de;ar paso a las sustancias pequeas que a"andonan el estomago e impedir el paso a las partículas grandes que son impulsadas de orma retrgrada para que contine su digestin. El $ntestino 6elgado El intestino delgado posee distintas unciones. En primer lugar a este nivel se secreta moco, con la misin de proteger la mucosa y acilitar el tr?nsito intestinal. &e secretan enzimas como la
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enterocinasa, la amilasa, las peptidasas, las disacaridasas y la lipasa. &ecreciones endocrinas , que estimulan , in!i"en y regulan tanto la secrecin como la motilidad intestinal. &e secreta a su vez inmunoglo"ulinas % y ' , con car?cter deensivo y promotor del crecimiento de la =ora intestinal. Tam"i0n !ay secreciones ela"oradas uera del intestino, como son, secreciones procedentes del p?ncreas y de la vesícula "iliar. En el intestino delgado !ay un tono muscular que se convierte en movimiento por eecto de dierentes estímulos. a motilidad intestinal tiene como fnalidades el amasado y la propulsin del quimo. >or lo tanto existen movimientos destinados a realizar una perecta mezcla de las partículas, unos movimientos de propulsin, cuya fnalidad es el avance y la dispersin del quimo, y unos movimientos espor?dicos y re=e;os, que se producen al llegar el alimento al estmago, que adem?s tienen la uncin de arrastrar y limpiar de restos digestivos. En el intestino delgado, a la altura del duodeno se neutraliza el quimo ?cido que sale del estmago y se continua la digestin de los principios inmediatos para posi"ilitar la a"sorcin intestinal. Esto se logra gracias a la accin de las secreciones pancre?ticas )enzimas+ y de la vesícula "iliar )"ilis+. /omo resultado de todo esto a nivel del intestino delgado se a"sor"en los !idratos de car"ono, proteínas, grasas, agua , iones y vitaminas. El $ntestino rueso Tal vez la misin m?s importante del colon, viene determinada por los movimientos del mismo, caracterizados porque, avorecen el almacenamiento. ]o todos los movimientos que se producen en el colon, son de propulsin, existen movimientos de retropropulsin cuya fnalidad es mantener el quimo en el colon ascendente, para des!idratarlo y que adquiera consistencia y tam"i0n existen movimientos de masa, que son los que acilitan el avance de la masa ecal y la evacuacin. En el epitelio clico apenas !ay enzimas, pero si a"undantes c0lulas secretoras de moco. Este se secreta por eecto del contacto con la masa ecal y su uncin es proteger la mucosa de los residuos ?cidos que existen en las !eces como resultado de las distintas ermentaciones producidas a lo largo del aparato digestivo. (tra misin importante del colon, es la de a"sor"er determinadas sustancias. Estas son agua, sodio, potasio, cloruro, "icar"onato, ?cidos grasos de cadena corta, vitamina j y algunas vitaminas del grupo 8 procedentes del meta"olismo de las "acterias clicas. En el colon existen gases, que pueden ser causa de pro"lemas clínicos. >rocede del aire deglutido y de reacciones químicas intestinales y ermentaciones "acterianas. El volumen normal no detecta"le es de DGG ml, pero en un momento dado se puede llegar a DGGG ml. a eliminacin es de unos OGG ml`día en racciones de G ml, lo que supone unas 1@ expulsiones al día. a deecacin, por fn, tiene como fnalidad la expulsin de los residuos de la digestin tras la a"sorcin de las sustancias nutritivas. &istema espiratorio %strctra ]ariz: >osee dos orifcios llamados nares. 6entro de los nares, encontramos a los cilios, que sirven para oler. Tam"i0n est?n las osas nasales que est?n separadas por el ta"ique. a uncin de la nariz es !umedecer, calentar y purifcar el aire inspirado. Traquea: Est? situada en las primeras seis v0rte"ras cervicales. Es un rgano comn al aparato digestivo y al respiratorio ya que conduce al alimento desde la "oca al esago, por otro lado conduce el aire procedente de las osas nasales a la laringe. aringe: Tiene orma de tu"o y sus paredes est?n reorzadas por cartílago. En el interior se !allan las cuerdas vocales por lo que se considera a la laringe *el rgano productor de sonido*. %dem?s es un rgano mvil ya que se mueve con la onacin, la voz y la deglucin. Tr?quea: Es un conducto semicircular de 1D centímetros de largo ormado por DG anillos cartilaginosos. &u superfcie est? revestida con una película de moco, en el cual se ad!ieren partículas de polvo que atravesaron las vías respiratorias superiores. %dem?s, este moco acta como "actericida. 8ronquios: &on las diversas ramifcaciones del interior del pulmn, terminan en los alv0olos pulmonares que tienen a su vez unas "olsas m?s pequeas o vesículas pulmonares, est?n rodeadas de una multitud de capilares por donde pasa la sangre y se purifca y se realiza el intercam"io gaseoso. %lv0olos: &on pequeos sacos en donde se produce la !ematosis, proceso en cual los gl"ulos ro;os a"sor"en oxígeno y se li"eran del dixido de car"ono. >ulmones: &on dos masas espon;osas de color ro;izo rodeados del pleura, situadas en el trax a am"os lados del corazn, el derec!o tiene tres partes o l"ulos el izquierdo tiene dos partes. /ontienen aproximadamente FGG millones de alv0olos. 6iaragma: Es un msculo que separa la cavidad tor?cica de la cavidad a"dominal, al contraerse permite la entrada de aire a los pulmones. Lunciones
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El sistema respiratorio es el responsa"le de aportar oxígeno a la sangre y expulsar los gases de desec!o, de los que el dixido de car"ono es el principal constituyente, del cuerpo. as estructuras superiores del sistema respiratorio est?n com"inadas con los rganos sensoriales del olato y el gusto )en la cavidad nasal y en la "oca+ y el sistema digestivo )desde la cavidad oral !asta la aringe+. En la aringe, los rganos respiratorios especializados se "iurcan. a laringe est? situada en la parte superior de la tr?quea. a tr?quea desciende !acia los "ronquios, que se ramifcan en la "iurcacin traqueal para pasar a trav0s de los !ilios de los pulmones izquierdo y derec!o. os pulmones contienen los pasillos m?s estrec!os, o "ronquiolos, que transportan aire a las unidades uncionales de los pulmones, los alv0olos. %llí, en los miles de diminutas c?maras alveolares, se transfere el oxígeno a trav0s de la mem"rana de la pared alveolar a las c0lulas sanguíneas de los capilares. 6el mismo modo, los gases de desec!o se desprenden de las c0lulas sanguíneas !acia el aire en los alv0olos, para ser expelidos en la ex!alacin. El diaragma, un msculo grande y delgado situado de"a;o de los pulmones, y los msculos intercostales y a"dominales son los responsa"les de ayudar al diaragma, contrayendo y expandiendo la cavidad tor?cica por eecto de la respiracin. as costillas uncionan como soporte estructural de todo el con;unto tor?cico y las mem"ranas pleurales ayudan a proporcionar lu"ricacin a los rganos respiratorios de orma que no se irriten durante la respiracin. %lv0olos: El sistema respiratorio es el responsa"le de aportar oxígeno a la sangre y expulsar los gases de desec!o, de los que el dixido de car"ono es el principal constituyente, del cuerpo. as estructuras superiores del sistema respiratorio est?n com"inadas con los rganos sensoriales del olato y el gusto )en la cavidad nasal y en la "oca+ y el sistema digestivo )desde la cavidad oral !asta la aringe+. En la aringe, los rganos respiratorios especializados se "iurcan. a laringe est? situada en la parte superior de la tr?quea. a tr?quea desciende !acia los "ronquios, que se ramifcan en la "iurcacin traqueal para pasar a trav0s de los !ilios de los pulmones izquierdo y derec!o. os pulmones contienen los pasillos m?s estrec!os, o "ronquiolos, que transportan aire a las unidades uncionales de los pulmones, los alv0olos. %llí, en los miles de diminutas c?maras alveolares, se transfere el oxígeno a trav0s de la mem"rana de la pared alveolar a las c0lulas sanguíneas de los capilares. 6el mismo modo, los gases de desec!o se desprenden de las c0lulas sanguínea !acia el aire en los alv0olos, para ser expelidos en la ex!alacin. El diaragma, un msculo grande y delgado situado de"a;o de los pulmones, y los msculos intercostales y a"dominales son los responsa"les de ayudar al diaragma, contrayendo y expandiendo la cavidad tor?cica por eecto de la respiracin. as costillas uncionan como soporte estructural de todo el con;unto tor?cico y las mem"ranas pleurales ayudan a proporcionar lu"ricacin a los rganos respiratorios de orma que no se irriten durante la respiracin. 8ronquios: os "ronquios son los tu"os que transportan aire desde la tr?quea a los lugares m?s apartados de los pulmones, donde pueden transerir oxígeno a la sangre en pequeos sacos de aire denominados alv0olos. 6os "ronquios principales, los "ronquios derec!o e izquierdo, se ramifcan desde el extremo inerior de la tr?quea en lo que se conoce como la "iurcacin de la tr?quea. 4n "ronquio se extiende en cada pulmn. os "ronquios continan dividi0ndose en pasillos menores, denominados "ronquiolos, ormando ramifcaciones como en un ?r"ol que se extienden por todo el espon;oso te;ido pulmonar. El exterior de los "ronquios se compone de f"ras el?sticas y cartilaginosas, y presenta reuerzos anulares de te;ido muscular liso. os "ronquios pueden expandirse durante la inspiracin, permitiendo que se expandan los pulmones a su vez, y contraerse durante la expiracin cuando se ex!ala el aire. Med capilar: a red capilar del te;ido alveolar permite la transmisin de gases entre el aire de los alv0olos y las c0lulas sanguíneas dentro de los capilares. os diminutos capilares son tan pequeos que slo permiten que pase a trav0s una c0lula sanguínea cada vez. Este orden en fla, com"inado con la delicada mem"rana semipermea"le que separa el saco alveolar de los capilares, permite que se produzca la diusin, proceso por el que una sustancia )en este caso, oxígeno y dixido de car"ono+ atraviesa una mem"rana semipermea"le desde una zona de alta concentracin a otra de menor concentracin. as c0lulas sanguíneas que atraviesan los capilares tienen muy poca cantidad de oxígeno y gran cantidad de dixido de car"ono y otros gases de desec!o. /omo resultado, el dixido de car"ono pasa por diusin a trav0s de la mem"rana !acia el aire de los alv0olos )que es menos rico en dixido de car"ono+. 6e orma similar, el oxígeno contenido en el aire de los alv0olos atraviesa la mem"rana para pasar a las c0lulas sanguíneas. 6e esta orma, la sangre se li"era del exceso de dixido de car"ono )que se ex!ala continuacin+v0nulas y se regenera oxígeno. !acia as c0lulas sanguíneas continan por las ametav0nulas, y venas con pulmonares el corazn, desde regeneradas el que son "om"eadas al resto del cuerpo. /ilios: os cilios son diminutos pelos que cu"ren la parte interna de muc!os revestimientos mucosos. Estos se encuentran por todo el cuerpo y, gracias a su movimiento en ondas, uncionan como fltro y transportan material en partículas a los largo de la superfcie del revestimiento mucoso. os cilios respiratorios son responsa"les de ayudar en la tarea de fltrado del polvo y otras sustancias del aire in!alado y transmitirlo con mucosa !acia la aringe para ser tragado. os revestimientos mucosos de la cavidad nasal, aringe, tr?quea y de los "ronquios contienen estas estructuras. 6iaragma: El diaragma es el msculo principal responsa"le de la respiracin. /onectado a la pared a"dominal, las v0rte"ras lum"ares, las costillas ineriores, el esternn y el pericardio del corazn por te;ido tendinoso, el delgado diaragma crea una divisin entre la cavidad tor?cica y la a"dominal. El diaragma orma una estructura a"ovedada, y cuando se contrae desciende a una posicin m?s plana. Este alisamiento provoca un vacío en la cavidad tor?cica y presin en la cavidad a"dominal. El vacío se rellena con la expansin del te;ido pulmonar y el aire in!alado. a presin so"re las vísceras ineriores resulta de muc!a ayuda en el parto y en el empu;e de la materia ecal a trav0s del tracto intestinal inerior para su expulsin. /uando el diaragma se rela;a y toma orma a"ovedada, el aire es expelido y los pulmones se contraen. %unque los msculos intercostales y a"dominales se utilizan tam"i0n en la respiracin, durante el sueo, esta es de"ida principalmente a las contracciones del diaragma. /avidad delm?s corazn: Entre losendos pulmones existe un espacio ocupado por el corazn. Esta cavidad es pronunciada el pulmn izquierdo, que es ligeramente cncavo, que en el derec!o. El pericardio del corazn est? en contacto directo con el revestimiento pleural de los pulmones y est? unido a la porcin tendinosa del msculo diaragm?tico.
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aringe: a laringe es la apertura de la tr?quea donde se une a la aringe. &u parte saliente, con el cartílago tiroides, puede apreciarse en el exterior de la garganta, y se conoce comnmente como el *"ocado de %d?n*. a laringe sirve para cerrar la tr?quea durante el acto de tragar de orma que la comida no pase a los conductos respiratorios y acilita el tragado ascendiendo la parte posterior de la lengua. a laringe, que contiene las cuerdas vocales, permite la vocalizacin manipulando dic!as cuerdas para !acer que vi"ren con un tono determinado cuando pasa el aire por la laringe. a laringe se compone de tres estructuras cartilaginosas: el cricoides, la epiglotis y el tiroides. El cartílago cricoides, circular, sirve para reorzar la parte superior de la tr?quea para poder mantener a"iertas las vías de aire. a epiglotis, con orma de solapa, ayuda a cerrar las vías de aire durante el acto de tragar, descendiendo para unirse a la laringe, levantada a su vez, para evitar que la comida entre en la tr?quea. El cartílago tiroides orma la mayor parte de la estructura de la laringe, f;ando la epiglotis por medio de las cuerdas vocales alsas, y las cuerdas vocales verdaderas a las apfsis vocales del cartílago aritenoides de la glotis. El tono de voz depende en gran medida de la elasticidad y la tensin en las cuerdas vocales verdaderas. /uando el ?ngulo del cartílago tiroides desciende en los varones durante la pu"ertad, la tensin de las cuerdas vocales disminuye, dando como resultado una voz m?s grave. "ulo: os pulmones presentan fsuras que dividen las estructuras generales en l"ulos menores. El pulmn izquierdo tiene una fsura !orizontal que lo divide en dos l"ulos )superior e inerior+. El pulmn derec!o tiene una fsura !orizontal y otra o"licua, que lo dividen en tres l"ulos )superior, medio e inerior+. 6e"ido a este tercer l"ulo, el pulmn derec!o es mayor que el izquierdo, extendi0ndose m?s a"a;o en la cavidad a"dominal. %m"os pulmones est?n incluidos en un saco pleural y separados por el mediastino, una mem"rana que se extiende desde la columna verte"ral por detr?s !asta el esternn por delante. &istema circlatorio %strctra El aparato circulatorio o sistema circulatorio es la estructura anatmica que comprende con;untamente tanto al sistema cardiovascular que conduce y !ace circular la sangre, como al sistema lin?tico, que conduce la lina. >odemos considerar el aparato circulatorio como un sistema de "om"eo continuo, en circuito cerrado, ormado por: 'otor: /orazn. /onductos o vasos sanguíneos: %rterias. #enas. /apilares. Lluido: &angre. El corazn es un msculo !ueco, situado en el interior del trax entre am"os pulmones est? dividido por un ta"ique en dos partes totalmente independientes, izquierda y derec!a. %m"as partes presentan dos cavidades superiores llamadas aurículas y otras dos ineriores, los ventrículos. El torrente sanguíneo proporciona la completa circulacin de la sangre cada DD segundos, lo que supone un caudal aproximado de SGG litros a la !ora )en una persona de SG aos, el caudal que !a circulado es de @OG.OG.GGG litros @OG.OG mF+. a circulacin que parte del lado derec!o asegura la oxigenacin de la sangre se llama /irculacin >ulmonar o /irculacin 'enor. a circulacin que parte del lado izquierdo, asegura la circulacin por todos los rganos y vísceras del cuerpo !umano se llama /irculacin 'ayor. >ara movilizar la sangre, y que realice estos recorridos, es preciso que el corazn tenga unos movimientos o latidos, estos son: /ontraccin o sístole. 6ilatacin o di?stole. El corazn acta como una "om"a aspirante-impelente, con un nmero de latidos por minuto de OG-SG en el adulto y un poco m?s r?pido en el nio )SG-1GG+ y m?s an en los "e"0s )1GG-1DG+. os latidos cardíacos se transmiten a las paredes de las arterias produci0ndose, por la presin, una distensin en su pared el?stica esta distensin se puede apreciar al palpar: es el pulso. a sangre est? contenida en el cuerpo en cantidad de unos ,@ a @,@ litros y est? compuesta por: 4na parte líquida: el plasma. 4na parte slida: las c0lulas sanguíneas. Estas c0lulas son: 5ematíes o gl"ulos ro;os. &u nmero es de a @ millones por milímetro c"ico de sangre. Transportan el oxígeno. eucocitos o gl"ulos "lancos, de O.@GG a R.GGG por milímetro c"ico de sangre. Luncin deensiva. >laquetas o trom"ocitos, de DGG.GGG a FGG.GGG por milímetro c"ico de sangre. $ntervienen en la coagulacin de la sangre. El sistema de canalizaciones est? constituido por los vasos sanguíneos: %rterias: levan sangre rica en oxígeno )(D+. &e ale;an del corazn. #enas: levan sangre con /(D. Megresan al corazn. /apilares: En ellos se realiza el intercam"io entre la sangre y las c0lulas.
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a sangre no siempre se encuentra concentrada en iguales cantidades en el cuerpo. Ello depende de algunas unciones que se est0n realizando. %sí, durante la digestin, las vísceras del aparato digestivo reci"en mayor aporte sanguíneo, que al disminuir en el cere"ro, provocan un ligero sopor que induce al sueo. os msculos reci"en mayor aporte sanguíneo al !acer e;ercicio mediante el aumento del ritmo cardíaco. a sangre, cuenta con otra uncin importante: mantener al cuerpo caliente. a temperatura corporal suele estar situada en torno a los FO,@ FR grados centígrados, por lo que de"emos procurar que, en los lesionados, la sangre no se *distraiga* manteniendo la temperatura de la víctima y realice su uncin primordial de aporte de oxígeno al enc0alo. >ara ello evitaremos la p0rdida o variacin de la temperatura del lesionado, arrop?ndole o protegi0ndole convenientemente. El ritmo cardíaco puede verse aectado por causas tan simples como el nerviosismo o por causas tan graves como la alta de oxigenacin de las c0lulas, imprimiendo el sistema autnomo de deensa un ritmo m?s r?pido al corazn para tratar de paliar la defciencia. El ritmo r?pido se denomina taquicardia )1GG+ el ritmo m?s lento se denomina "radicardia )~OG+. &i el ritmo es desigual se denomina arritmia. Lunciones &u uncin principal es la de pasar nutrientes )tales como amino?cidos, electrolitos y lina+, gases, !ormonas, c0lulas sanguíneas, etc. a las c0lulas del cuerpo, así como ayudar a com"atir enermedades, esta"ilizar la temperatura del cuerpo y el p5 para poder mantener la !omeostasis. %volción medio amiente %volción Teoría de la evolción @C1arles #arin El científco evolucionista m?s importante del siglo K$K ue /!arles 6ar7in )1SGQ-1SSD+. Estudiante de las universidades de Edim"urgo y /am"ridge en $nglaterra, termin sus estudios de teología a la edad de DD aos. >reparado para ser ministro protestante de la $glesia, sin em"argo, el mayor inter0s de 6ar7in esta"a en el mundo natural. En 1SF1 se integr, como naturalista, a la tripulacin del "arco de la marina inglesa *5'& 8eagle*, que realizaría una expedicin de mapeo alrededor del mundo durante @ aos. Este via;e ue esencial en el pensamiento de /!arles 6ar7in. En las islas al?pagos, en el (c0ano >acífco rente a &udam0rica, qued muy impresionado por las especies de animales que vi y, so"re todo, por las sutiles dierencias entre los p?;aros de las islas del arc!ipi0lago. % partir de estas o"servaciones, 6ar7in se dio cuenta que estas dierencias podían estar conectadas con el !ec!o de que cada especie vivía en un medio natural distinto, con distinta alimentacin. En ese momento comenz 6ar7in a delinear sus ideas acerca de la evolucin. 6ar7in entendi que toda po"lacin consiste de individuos ligeramente distintos unos de otros. as variaciones que existen entre los individuos !ace que cada uno tenga distintas capacidades para adaptarse al medio natural, reproducirse exitosamente y transmitir sus rasgos a su descendencia. %l paso de las generaciones, los rasgos de los individuos que me;or se adaptaron a las condiciones naturales se vuelven m?s comunes y la po"lacin evoluciona. 6ar7in llam a este proceso *descendencia con modifcacin*. 6el mismo modo, la naturaleza selecciona las especies me;or adaptadas para so"revivir y reproducirse. Este proceso se conoce como *seleccin natural*. El pensamiento de 6ar7in tam"i0n estuvo muy in=uenciado por las ideas de T!omas 'alt!us, que escri"i que la po"lacin !umana tendía a crecer exponencialmente y con ello a aca"arse los recursos alimenticios disponi"les. Esto provoca crisis que lleva a los individuos a competir entre ellos por la supervivencia. 6ar7in creía que las variaciones en los rasgos !ereditarios de los individuos los !acía m?s o menos capaces de enrentarse a la competencia por los recursos. '?s de DG aos despu0s de que comenz a ela"orar sus ideas acerca de la evolucin, 6ar7in pu"lic su teoría en el li"ro El srcen de las especies )1S@Q+. &u pu"licacin provoc grandes controversias y se opusieron a 0l los pensadores religiosos porque ec!a"a por tierra la teoría creacionista y movía al ser !umano del centro de la /reacin. Este li"ro convenci a los científcos y al p"lico educado de que los seres vivos cam"ian con el tiempo. El srcen de las especies )1S@Q+ a teoría de la evolucin que postul 6ar7in tuvo un enorme impacto en el pensamiento europeo de la segunda mitad del siglo K$K. os principales argumentos de El srcen de las especies, que se pu"lic en 1S@Q son: 1. os tipos "iolgicos o especies no tienen una existencia f;a ni est?tica sino que se encuentran en cam"io constante. D. a vida se manifesta como una luc!a constante por la existencia y la supervivencia. F. a luc!a por la supervivencia provoca que los organismos que menos se adaptan a un medio natural específco desaparezcan y permite que los me;ores adaptados se reproduzcan, a este proceso se le llama *seleccin natural*. . a seleccin natural, el desarrollo y la evolucin requieren de un enorme período de tiempo, tan largo que en una vida !umana no se pueden apreciar estos enmenos.
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@. as variaciones gen0ticas que producen el incremento de pro"a"ilidades de supervivencia son azarosas y no son provocadas ni por 6ios )como pensa"an los religiosos+ ni por la tendencia de los organismos a "uscar la pereccin )como proponia amarc3+. %dem?s de este li"ro, 6ar7in escri"i dos m?s: #ariaciones en plantas y animales domesticados )1SOS+ y a descendencia del !om"re y la seleccin en relacin al sexo )1SR1+. a o"ra de /!arles 6ar7in sent las "ases de la "iología evolutiva moderna. < aunque actualmente se sa"e que las especies !an evolucionado a lo largo del tiempo, an no est? muy claro cmo !a sucedido esto. Teoría sinttica de la evolción Es la teoría de la evolucin aceptada en la actualidad. Meci"e este nom"re, en primer lugar, porque es una teoría en la que cola"oran undamentalmente tres disciplinas: la gen0tica, la sistem?tica y la paleontología y en segundo lugar, porque postula varias causas de la evolucin: la seleccin natural, las mutaciones gen0ticas, la recom"inacin de genes y el aislamiento geogr?fco. Lue el ranc0s 2ean-8aptiste amarc3, un pensador moderno, quien es"oz el lineamiento evolutivo que luego siguieran otros investigadores !asta llegar a la teoría sint0tica de la evolucin que une como actores determinantes de esta a la seleccin natural, los cam"ios gen0ticos y las mutaciones de las criaturas. /uando amarc3 expone estas ideas plantea que los cam"ios celulares en los seres vivos )y el aumento de la comple;idad de estos+ puede suceder por dos causas: las me;oras de adaptacin de una criatura en su medio que es transmitida de generacin en generacin )un e;emplo claro de esto es que el corazn de una persona que vive en un lugar de gran altitud es de mayor tamao que el que vive en una zona u"icada en la llanura+ y otra que es la del >rincipio /reador, que se enoca en que el ser desde su creacin se comple;iza en sus procesos de manera continua e indefnida resultando de esto la HevolucinI. 6ar7in, aos m?s tarde, toma estos estudios y en "ase a sus experiencias y o"servaciones, plantea una Teoría de la Evolucin "asada en la &eleccin ]atural, es decir que no todas las criaturas creadas so"revivir?n en el medio, sino solo las m?s uertes y aquellas que se adapten m?s r?pidamente a los cam"ios de este. 'endel y otros eruditos de la 0poca que tra"a;a"an so"re la gen0tica desarrollan ;unto a 6ar7in la teoría sint0tica de la evolucin )tam"i0n llamada ]eodar7inismo+, "ase terica para los "ilogos de !oy que explica detalladamente como actores gen0ticos, del !?"itat y las mutaciones producto de la reproduccin entre distintas especies !an llevado a las mismas a so"revivir en el medio o a extinguirse. Biodiversidad Virs En "iología, un virus. )del latín virus, BtoxinaC o BvenenoC+ es una entidad inecciosa microscpica que slo puede multiplicarse dentro de las c0lulas de otros organismos. os virus inectan todos los tipos de organismos, desde animales y plantas !asta "acterias y arqueas. os virus son demasiado pequeos para poder ser o"servados con la ayuda de un microscopio ptico, por lo que se dice que son su"microscpicos. El primer virus conocido, el virus del mosaico del ta"aco,n. Lue descu"ierto por 'artinus 8ei;erinc3 en 1SQQ, y actualmente se !an descrito m?s de @.GGG, si "ien algunos autores opinan que podrían existir millones de tipos dierentes. os virus se !allan en casi todos los ecosistemas de la Tierra y son el tipo de entidad "iolgica m?s a"undante. El estudio de los virus reci"e el nom"re de virología, una rama de la micro"iología. Estructura os amplia que diversidad de ormas y tamaos, llamada BmorologíasC. &onun unasvirus 1GG presentan veces m?suna pequeos las "acterias. a mayoría de los virus estudiados tienen di?metro de entre 1G y FGG nanmetros. %lgunos Lilovirus tienen un tamao total de !asta 1.GG nm, sin em"argo, slo miden unos SG nm de di?metro. a mayoría de virus no pueden ser o"servados con un microscopio ptico, de manera que se utilizan microscopios electrnicos de "arrido y de transmisin para visualizar partículas víricas. >ara aumentar el contraste entre los virus y el trasondo se utilizan tinciones densas en electrones. &on soluciones de sales de metales pesados como 7olramio, que dispersan electrones en las regiones cu"iertas por la tincin. /uando las partículas víricas est?n cu"iertas por la tincin )tincin positiva+, oscurecen los detalles fnos. a tincin negativa evita este pro"lema, tiendo nicamente el trasondo. 4na partícula vírica completa, conocida como virin, consiste en un ?cido nucleico rodeado por una capa de proteccin proteica llamada c?pside. as c?psides est?n compuestas de su"unidades proteicas id0nticas llamadas capsmeros. os virus tienen un Benvoltorio lipídicoC derivado de la mem"rana celular del !u0sped. a c?pside est? ormada por proteínas codifcadas por el genoma vírico, y su orma es la "ase de la distincin morolgica. as su"unidades proteicas codifcadas por los virus se autoensam"lan para ormar una c?pside, generalmente necesitando la presencia del genoma viral. &in em"argo, los virus comple;os codifcan proteínas que contri"uyen a la construccin de su c?pside. as proteínas asociadas con los ?cidos nucleicos son conocidas como nucleoproteínas, y la asociacin de proteínas de la c?pside vírica con ?cidos nucleicos víricos reci"e el nom"re de nucleoc?pside. /lasifcacin %+ En las primeras 0pocas se tenían en cuenta los siguientes actores: - a patogenicidad
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- El rgano o te;ido atacado y - El tipo de transmisin. 8+ En el presente, merced a la microscopía electrnica, se tienen en cuenta: - a orma o estructura y - El tamao Tipos de estructuras: 5elicoidal En este tipo de estructura, los c?psides se agrupan y se ensam"lan ormando una !0lice cerrada, en cuyo espacio medio se encuentra el genoma. $cosa0drica: /ada uno de los veinte lados de esta estructura es un tri?ngulo equil?tero, compuesto por su"unidades proteicas id0nticas. 'uc!os virus est?n constituidos so"re este principio. 5ay D@D su"unidades en total. 6entro del icosaedro se encuentra el genoma viral de 6]% de do"le cadena. *T*. )"acteragos+ /+ a "iología molecular estudia los virus considerando que: 1- El genoma de los virus puede estar constituido por 6]% o M]% de cadena simple o do"le. D- as proteínas de la c?pside pueden tomar distintas ormas, que son: a. /apas adicionales y ". Estructuras proteicas comple;as F- a envoltura lipídica, proveniente de la c0lula inectada, en la que est?n insertadas proteínas virales. a mayor parte de esas proteínas est?n glucosiladas y se denominan glucoproteínas de envoltura. )eplicación a nica uncin que cumplen los virus y que comparten con el resto de los seres vivos es la de reproducirse )generar copias de sí mismos+ para ello, necesitan utilizar la materia, la energía y la maquinaria de la c0lula !u0sped, por lo que se los denomina par?sitos o"ligados. /omo no poseen meta"olismo ni organizacin celular, se los sita en el límite entre lo vivo y lo inerte. 4na vez que inectan una c0lula, los virus pueden desarrollar dos tipos de comportamiento: a+ como agentes inecciosos, produciendo la lisis o muerte de la c0lula, o "+ como virus atenuados o templados, que aaden material gen0tico a la c0lula !ospedante y, por lo tanto, resultan agentes de la varia"ilidad gen0tica. %m"os casos !an sido estudiados con detalle en los virus "acteriagos, que pueden o"servarse en estos di"u;os esquem?ticos. En los dos casos de ineccin el proceso empieza de esta orma: 1. Lase de f;acin )a+: os virus se unen por la placa "asal a la cu"ierta de la pared "acteriana. D. Lase de contraccin )"+: a cola se contrae y el ?cido nucleico del virus empieza a inyectarse. F. Lase de penetracin )c+: El ?cido nucleico del virus penetra en el citoplasma de la "acteria, la cu"ierta proteínica )c?psides+ queda uera de la c0lula. % partir de este momento el proceso ineccioso puede seguir dos ciclos dierentes: 1. En el ciclo lítico El %6] del virus codifca todas las proteínas necesarias, el %6] "acteriano a"rica las proteínas víricas y copias de ?cidos nucleicos víricos, la ca"eza de la c?pside, las estructuras m?s importantes de la cola y las f"ras de la cola que se ensam"lan por separado. 6espu0s de que el 6]% vírico !a sido insertado en la ca"eza de la c?pside, el ensam"le de la cola preormada se une a ella. a adicin de las f"ras de la cola completa la partícula viral. /uando !ay sufciente cantidad, los virus se li"eran al medio, produciendo la muerte de la c0lula. D. En el ciclo lisog0nico se produce cuando el genoma del virus queda integrado en el genoma de la "acteria, no expresa sus genes y se replica ;unto al de la "acteria. El virus queda en orma de proago. En otras, el virus intacto entra a la c0lula pero, una vez dentro, la c?pside se desensam"la por distintos mecanismos, li"erando el ?cido nucleico viral. uego, el genoma viral comienza a transcri"irse y a replicarse y orma nuevas partículas virales. a estrategia que utilizan los virus
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para multiplicarse varía de acuerdo al tipo de virus, lo que determina, a su vez, el lugar dentro de la c0lula en que se replica y transcri"e su genoma. )eino monera %strctra interna os individuos pertenecientes al reino monera son organismos procariotas unicelulares. Est?n representados a trav0s de las "acterias y de las algas verdes azuladas. % estos organismos se les encuentra como unicelulares pero conormando colonias )en grupos miceliales+. &e caracterizan por el !ec!o de no poseer mem"ranas nucleares, mitocondrias, pl?stides ni =agelos avanzados. eneralmente, eectan su alimentacin por medio de la a"sorcin pero algunos especímenes son capaces de realizar procesos otosint0ticos o quimiosint0ticos. >rincipalmente, su tipo de reproduccin puede ser asexual, por fsin o por yemas. (tra orma de reproduccin se da a trav0s de enmenos protosexuales. 6entro del reino monera, se puede encontrar a los individuos que son inmviles y a los que tienen la capacidad de desplazarse. /uando el organismo puede desplazarse lo !ace a trav0s del latido de =agelos simples )ya !emos mencionado que carecen de =agelos avanzados+ o por deslizamiento Mama ]yxocera )si carecen de =agelos+. Lormas /ocos: orma es0rica u ovalada Estreptococos )en cadena+. 6iplococos )do"les+. Estaflococos )en racimos+. 8acilos: en orma de "astn. Espirilos: en orma de espiral. #i"rios: en orma de coma. )eino protista Clasi?cación os individuos del reino de los protistas son los que presentan las estructuras "iolgicas m?s sencillas entre los eucariotas )ya que su %6] est? incluido en el ncleo de la c0lula+, y pueden presentar una estructura unicelular )siendo esta la m?s comn+, multicelular o colonial )pero sin llegar a ormar te;idos+. os protistas son auttroos )en su mayoría+ y producen un alto porcenta;e del oxígeno de la tierra. &in em"argo, es complicado esta"lecer un cuadro de características generales para los organismos del reino protista. /on todo, procuraremos presentar las características m?s comunes en la mayoría )]o est?n presentes en todos los protistas+ de estos organismos a continuacin: &on Eucariotas ]o orman te;idos &on auttroos )por otosíntesis+, !etertroos )por a"sorcin+ o una com"inacin de am"os. eneralmente son aero"ios pero existen algunas excepciones. &e reproducen sexual )meiosis+ o asexualmente )mitosis+. &on acu?ticos o se desarrollan en am"ientes terrestres !medos El reino protista se divide en tres grandes flos o superflos: superflo algae, superflo protozoa y superflo slime molds. 1.-&uperflo %lgae Wprotistas que parecen plantasX Lilo /!lorop!yta )cloroftos+: %lgas #erdes Existen aproximadamente unas RGGG especies pertenecientes al reino protista que son conocidas como algas verdes, present?ndose como organismos unicelulares y como multicelulares. as algas verdes son protistas Wreino protistaX que pueden tener como !?"itat tanto las aguas dulces como las saladas y los suelos !medos. Existen las especies mviles y las no mviles. os organismos pertenecientes al reino de los protistas Wreino protistaX del flo clorop!yta tienen c0lulas que presentan un ncleo "ien defnido con su respectiva mem"rana nuclear y una pared celular de celulosa. >resentan cloroplastos con pigmentos clorofla a y ", caroteno y xantofla. /ierto nmero de clorop!yta posee =agelo. $mportancia os protistas se cuentan entre los m?s importantes componentes del plancton )organismos que viven en suspensin en el agua+, del "entos )del ondo de ecosistemas acu?ticos+ y del edan )de la comunidad que !a"ita los suelos+. 5ay muc!os casos ecolgicamente importantes de parasitismo y tam"i0n de mutualismo, como los de los =agelados que intervienen en la digestin de la madera por los termes o los que !a"itan en el rumen de las vacas. El sim"ionte algal de los líquenes es casi siempre un alga verde unicelular. )eino ngi En el reino ungi no aparecen estructuras =ageladas de ningn tipo. Este reino es "astante !omog0neo, en cuanto a orma de vida. >odemos encontrar organismos sim"iticos, como p.e. los líquenes y las micorrizas. os sim"iontes constan de dos individuos muy distintos, pero muy relacionados y asociados. os !ongos tienen estructuras vegetativas muc!o m?s organizadas e independientes de la vida acu?tica. &u cuerpo vegetativo consta de estructuras vegetativas m?s ramifcadas, son las !ias, el micelio se puede organizar de manera interna o externa en los !u0spedes.
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os !ongos tienen muc!a importancia en el reciclado de materia org?nica )p.e. los !ongos saprftos de la !o;arasca+. 6omina la quitina en las paredes celulares, y como de costum"re son capaces de eliminar potentes enzimas para degradar toda la materia org?nica, "iodegrada"le que se presenta para, a continuacin a"sor"er el resultado. os micelios son muy desarrollados, la seta es una pequea porcin del !ongo en sí. El micelio no puede soportar la des!idratacin y tienen que estar protegido en el interior de algo, de manera que nicamente su parte reproductora sale al exterior. a mayoría de los !ongos son pluricelulares y plurinucleados, e incluso pseudoparenquim?ticos. as !ias laterales, aunque se suelden no se relacionan. El reino ungi carece de =agelos. (rganizacin y estructura. El reino ungi se puede su"dividir en dos grupos, de acuerdo a la estructura de los micelios. En los m?s sencillos !ay pocos ta"iques y se presentan multitud de ncleos, en otros !ay presencia de ta"iques que contienen uno o dos ncleos complementarios. Estos dos grupos son los hygomycota y los 6icariomycota. a divisin zygomycota comprende la su"divisin hygomycotina, mientras que la divisin diacariomycota comprende las su"divisiones %scomycotina y 8asidiomycotina. &e incluye una cuarta su"divisin de la que no se conoce su reproduccin sexual, la divisin 6euteromycotina. a su"divisin ascomycotina comprende las clases de %scomycetes y &acc!aromycetes. os ascomycetes presentan una gran organizacin, con estructuras reproductoras muy patentes. os sacc!aromycetes !an reducido su organizacin para adaptarse a la vida en medio líquido. a su"divisin "asidiomycotina comprende las clases de 5olo"asidiomycetes, Lragmo"asidiomycetes y Teliomycetes. os !olo"asidiomycetes presentan estructuras reproductoras muy grandes y "asidios unicelulares. os ragmo"asidiomycetes presentan los "asidios ta"icados. os teliomycetes no presentan estructuras reproductoras sexuales, las esporas de srcen sexual se organizan a partir de esporas de resistencia y no a partir de cuerpos ructíeros. os representantes de la su"divisin zygomycotina presentan talos sionados y nicamente en sus estructuras reproductoras es cuando aparecen los ta"iques. a gran cantidad de esporas que aparecen en los !ongos indica que se reproducen asexualmente y con acilidad, slo cuando las condiciones lo exi;an puede aparecer la reproduccin sexual. 4n deutromycete nunca presenta la reproduccin sexual ya que sus condiciones de vida son muy "uenas y no necesita de 0sta. %lgunos deuteromycetes tienen esporas muy características. as esporas se organizan en estructuras asexuales, que tienen terminaciones especiales y que se ramifcan. os extremos de estas estructuras se van ragmentando. 4n picnidio es una estructura, con orma de urna, que presenta un pequeo poro que acta a modo de c!imenea, en el interior del picnidio se organizan multitud de esporas sexuales que reci"en el nom"re de conidiosporas que si provienen de picnidios se denominan picnidiosporas. os picnidios pueden ser internos o externos al !u0sped. El picnidio en sí tiene una cu"ierta que protege el interior y las esporas salen al exterior a trav0s de la c!imenea cuando sopla el viento. (tra estructura es el ac0rvulo, se da en !ongos par?sitos, de manera que la proteccin de las esporas la da la epidermis del !u0sped. El micelio se ragmenta dando lugar a muc!as conidiosporas que aca"an rompiendo la epidermis del !u0sped. Esta estructura no es tan ela"orada como el picnidio. Tipos de reproduccin. as esporas de los !ongos son muy pequeas por lo que pueden almacenar pocas sustancias nutritivas. Esto es un arma de do"le flo, pues al ser las esporas pequeas se dispersan muy "ien pero !an de caer en un sitio de condiciones adecuadas para poder desarrollarse completamente. os vitales en !ongos encuentran m?s comple;os, o de los m?s comple;os de laciclos naturaleza. En los esos ciclos se puede aparecercomo aseslos sexuales o ases asexuales. /uando en un ciclo encontramos nicamente estructuras asexuales se !a"la de ciclos anamoros )p.e. todos los deuteromycota+. /uando adem?s aparece el estado sexual se !a"la de ciclos teleomoros )todos los "asidiomycota y ascomycota+. os !ongos tienden a presentar ciclos anamoros siempre que las condiciones lo permitan. )eino animal Características Fnicas del P1lm /omprende los gusanos segmentados, tanto terrestres, acu?ticos de agua dulce y marinos. >ueden medir desde 1mm !asta R metros. Tienen diversa coloracin. En t0rminos generales, los an0lidos pueden alcanzar mayor tamao que muc!os de los inverte"rados de otros grupos. 4na de las características m?s nota"le de este flo es la divisin de cuerpo en segmentos o partes similares, dispuestos en series lineales a lo largo de e;e anteroposterior, y los segmentos m?s ;venes en el e;e posterior. a parte segmentada queda siempre circunscrita al tronco, la ca"eza o acrn no es un segmento ni lo es la parte terminal o pegidio donde se encuentra el ano. Platelminto os platelmintos son animales tri"l?sticos poseen ectodermo, mesodermo y endodermo. Esto permite aumento el cuerpoundel adulto. de la comple;idad, ya que poseen una nueva capa de c0lulas para construir os platelmientos son tri"l?sticos acelomados. a constitucin de su cuerpo es slida no tienen cavidades, salvo la cavidad digestiva. Entre ectodermo y endodermo aparece un te;ido de relleno
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de srcen endod0rmico que es el par0nquima. En el par0nquima aparece una novedad muy importante la presencia de c0lulas musculares, que permiten una gran movilidad rente a los animales di"l?sticos. &on metazoos tri"l?sticos, de simetría "ilateral, acelomados. &u cuerpo est? aplanado dorsoventralmente. &u sistema digestivo es incompleto o ciego tiene un nico orifcio de comunicacin con el exterior, que es la "oca. %lgunos platelmintos !an perdido completamente el sistema digestivo, y esto es una adaptacin al parasitismo p0rdida secundaria. >oseen un sistema excretor`osmorregulador protoneridial. ]o poseen sistemas circulatorio y respiratorio. &u sistema nervioso es centralizado, y est? ormado por un ganglio cere"roideo y un nmero varia"le de cordones nerviosos longitudinales unidos por comisuras transversales Es de tipo escaleriorme. &on !ermaroditas y tienen un sistema reproductor muy comple;o. "ematodos os nematodos )]ematoda, del griego VZ\U nema, *!ilo*, Z•€} eid0s u •€} oidos, *con aspecto de*+, tam"i0n conocidos como nem?todos, nematodes y nematelmintos, son un flo de vermes pseudocelomados con m?s de [email protected] especies registradas, el cuarto del reino animal por lo que se refere al nmero de especies, y un nmero estimado muc!o mayor, tal vez @GG.GGG. &e conocen vulgarmente como gusanos redondos de"ido a la orma de su cuerpo en un corte transversal. &on organismos esencialmente acu?ticos, aunque prolieran tam"i0n en am"ientes terrestres. &e distinguen de otros gusanos por ser pseudocelomados, a dierencia de los an0lidos que son celomados al igual que los animales superiores. Existen especies de vida li"re, marinas, en el suelo, y especies par?sitas de plantas y animales, incluyendo el !om"re, al que provocan enermedades como la triquinosis, flariasis, anquilostomiasis, ascariasis, estrongiloidiasis, toxocariasis, etc. &in em"argo el nmero de especies que parasitan directamente al !om"re y las que parasitan plantas )nem?todos ftopar?sitos+ son un grupo muy pequeo en comparacin al nmero de especies del flo ]ematoda. usano cilíndrico, tam"i0n nematodo, es el nom"re comn de cualquier miem"ro de un flo de gusanos no segmentados, que pueden ser terrestres, de agua dulce o marinos. os gusanos cilíndricos est?n distri"uidos por casi todo el mundo y son muy numerosos en las capas superfciales del suelo. 'uc!os son dainos para la economía y para la salud, ya que viven como par?sitos de plantas y animales, incluidos los seres !umanos. as inecciones por gusanos cilíndricos son recuentes y normalmente pasan inadvertidas sin em"argo, algunas especies causan enermedades graves. Estos gusanos son animales cilíndricos, alargados, con una organizacin simple que consiste en un intestino interior y una pared muscular exterior, separadas por una cavidad llamada pseudocele, llena de líquido. a pared exterior segrega una cutícula el?stica que el animal muda cuatro veces durante su vida. Tienen una longitud que varía desde lo microscpico !asta 1G cm. a mayoría tienen sexos separados y la ecundacin es interna. as crías se parecen a los individuos adultos y se desarrollan sin metamorosis. +rtrópodo os artrpodos )%rt!ropoda, del griego U[‚[V, art!ron, *articulacin* ƒ}, pous, constituyen el flo m?s numeroso y diverso del reino animal )%nimalia+.y$ncluye, entre*pie*+ otros, insectos, ar?cnidos, crust?ceos y miri?podos. El t0rmino se aplica a animales inverte"rados dotados de un esqueleto externo y ap0ndices articulados, como los crust?ceos, los insectos, y las araas. 5ay casi 1.DGG.GGG especies descritas, en su mayoría insectos )un milln+, que representan al menos el SG de todas las especies animales conocidas. #arios grupos de artrpodos est?n perectamente adaptados a la vida en el aire, igual que los verte"rados amniotas, a dierencia de todos los dem?s flos de animales, que son acu?ticos o requieren am"ientes !medos. &u anatomía, su fsiología y su comportamiento revelan un diseo simple pero admira"lemente efcaz. % pesar de su variedad y su disparidad, los artrpodos poseen en comn características morolgicas y fsiolgicas undamentales: >resencia de ap0ndices articulados que muestran una plasticidad evolutiva enorme y que !an dado lugar a las estructuras m?s diversas )patas, antenas+, "ranquias, pulmones, mandí"ulas, quelíceros, etc. >resencia de un esqueleto externo o exoesqueleto quitinoso que mudan peridicamente. 6ado que diversos flos pseudocelomados tam"i0n mudan la cutícula, algunos autores relacionan los artrpodos con los nematodos y grupos afnes, enenmeno un clado llamado /uerpo constituido por segmentos repetitivos, conocidoecdisozoos. como metamería, con lo que el cuerpo aparece construido por mdulos repetidos a lo largo del e;e antero-posterior.a segmentacin va acompaada de regionalizacin o tagmatizacin, con divisin del cuerpo en dos o tres regiones en la mayoría de los casos. >or este car?cter se les !a relacionado
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tradicionalmente con los an0lidos que tam"i0n son animales metamerizados pero los deensores del clado ecdisozoos argumentan que es un caso de convergencia evolutiva. Cordados os cordados son un flo de animales metazoarios, de simetría "ilateral, provistos de una cuerda dorsal, o notocorda, extendida a lo largo de la línea media dorsal del cuerpo, por de"a;o el sistema nervioso central, que est? generalmente a"ultado en su extremidad anterior y orma el enc0alo. Tam"i0n es car?cter comn a todos los cordados la posicin ventral del corazn y la adaptacin de la parte anterior del tu"o digestivo a la uncin respiratoria. Est?n divididos en los su"flos de los urocordados o tunicados, cealocordados y verte"rados o craneados. os cordados se dividen en tres grandes grupos: cealocordados, urocordados y verte"rados. Todos estos animales presentan, al menos en alguna etapa de su desarrollo, una estructura que sirve de sost0n llamada notocordio. %dem?s, poseen un cordn nervioso !ueco que se desarrolla en la zona dorsal -la espalda- por encima del notocordio. Eso los dierencia de otras ormas animales, en las que el sistema nervioso est? en la zona del vientre. /uentan tam"i0n con una aringe, porcin del tu"o digestivo que, por presentar !endiduras "ranquiales, interviene tam"i0n en la respiracin. >or ltimo, todos los cordados poseen una cola posterior al ano ormada por "loques musculares. %cología #e?nición a ecología )del griego B„}C oi3os*casa*, y B…{}C logos* conocimiento*+ es la ciencia que estudia a los seres vivos, su am"iente, la distri"ucin, a"undancia y cmo esas propiedades son aectadas por la interaccin entre los organismos y su am"iente: Bla "iología de los ecosistemasC . En el am"iente se incluyen las propiedades ísicas que pueden ser descritas como la suma de actores a"iticos locales, como el clima y la geología, y los dem?s organismos que comparten ese !?"itat )actores "iticos+. a visin integradora de la ecología plantea que es el estudio científco de los procesos que in=uencian la distri"ucin y a"undancia de los organismos, así como las interacciones entre los organismos y la transormacin de los =u;os de energía y materia. a ecología es la rama de la 8iología que estudia las interacciones de los seres vivos con su medio. Esto incluye actores a"iticos, esto es, condiciones am"ientales tales como: climatolgicas, ed?fcas, etc. pero tam"i0n incluye actores "iticos, esto es, condiciones derivadas de las relaciones que se esta"lecen con otros seres vivos. 'ientras que otras ramas se ocupan de niveles de organizacin ineriores )desde la "ioquímica y la "iología molecular pasando por la "iología celular, la !istología y la fsiología !asta la sistem?tica+, la ecología se ocupa del nivel superior a 0stas, ocup?ndose de las po"laciones, las comunidades, los ecosistemas y la "iosera. >or esta razn, y por ocuparse de las interacciones entre los individuos y su am"iente, la ecología es una ciencia multidisciplinaria que utiliza !erramientas de otras ramas de la ciencia, especialmente eología, 'eteorología, eograía, Lísica, uímica y 'atem?tica. Concepto de ecosistema 4n ecosistema es un sistema natural que est? ormado por un con;unto de organismos vivos )"iocenosis+ y el medio ísico donde se relacionan )"iotopo+. 4n ecosistema es una unidad compuesta de organismos interdependientes que comparten el mismo !?"itat. os ecosistemas suelen ormar una serie de cadenas que muestran la interdependencia de los organismos dentro del sistema.1 El concepto, que comenz a desarrollarse entre 1QDG y 1QFG, tiene en cuenta protistas las comple;as interacciones entre los organismos )por e;emplo plantas, animales, "acterias, y !ongos+ que orman la comunidad )"iocenosis+ y los =u;os de energía y materiales que la atraviesan. El ecosistema es el con;unto de especies de un ?rea determinada que interactan entre ellas y con su am"iente a"itico mediante procesos como la depredacin, el parasitismo, la competencia y la sim"iosis, y con su am"iente al desintegrarse y volver a ser parte del ciclo de energía y de nutrientes. as especies del ecosistema, incluyendo "acterias, !ongos, plantas y animales dependen unas de otras. as relaciones entre las especies y su medio, resultan en el =u;o de materia y energía del ecosistema. %stdio de ecosistema El uncionamiento de todos los ecosistemas es parecido. Todos necesitan una uente de energía que, =uyendo a trav0s de los distintos componentes del ecosistema, mantiene la vida y moviliza el agua, los minerales y otros componentes ísicos del ecosistema. a uente primera y principal de energía es el sol. En todos los ecosistemas existe, adem?s, un movimiento continuo de los materiales. os dierentes elementos químicos pasan del suelo, el agua o el aire a los organismos y de unos seres vivos a otros, !asta que vuelven, cerr?ndose el ciclo, al suelo o al agua o al aire. En el ecosistema la materia se recicla -en un ciclo cerrado- y la energía pasa - =uye- generando organizacin en el sistema. Estudio del ecosistema
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%l estudiar los ecosistemas interesa m?s el conocimiento de las relaciones entre los elementos, que el cmo son estos elementos. os seres vivos concretos le interesan al eclogo por la uncin que cumplen en el ecosistema, no en sí mismos como le pueden interesar al zologo o al "ot?nico. >ara el estudio del ecosistema es indierente, en cierta orma, que el depredador sea un len o un ti"urn. a uncin que cumplen en el =u;o de energía y en el ciclo de los materiales son similares y es lo que interesa en ecología. /omo sistema comple;o que es, cualquier variacin en un componente del sistema repercutir? en todos los dem?s componentes. >or eso son tan importantes las relaciones que se esta"lecen. os ecosistemas se estudian analizando las relaciones alimentarias, los ciclos de la materia y los =u;os de energía. )elaciones inter e intraespecie Parasitismo En "iología un par?sito es un animal o planta que vive a expensas de otro organismo o dentro de 0l. >arasitismo es una interaccin "iolgica entre dos organismos, en la que uno de los organismos )el par?sito+ consigue la mayor parte del "enefcio de una relacin estrec!a con otro, que es el !u0sped u !ospedador. El parasitismo puede ser considerado un caso particular de predacin o, por usar un t0rmino menos equívoco, de consumo. os par?sitos que viven dentro del organismo !ospedador se llaman endopar?sitos y aquellos que viven uera, reci"en el nom"re de ectopar?sitos. 4n par?sito que mata al organismo donde se !ospeda es llamado parasitoide. %lgunos par?sitos son par?sitos sociales, o"teniendo venta;a de interacciones con miem"ros de una especie social, como son los ?fdos, las !ormigas o las termitas. En t0rminos generales, el parasitismo es un proceso por el cual una especie amplía su capacidad de supervivencia utilizando a otras especies para que cu"ran sus necesidades "?sicas y vitales, que no tienen porque reerirse necesariamente a cuestiones nutricionales, y pueden cu"rir unciones que le otorguen venta;as para la reproduccin de la especie par?sita, etc. as especies explotadas normalmente no o"tienen un "enefcio por los servicios prestados, y se ven generalmente per;udicadas por la relacin, viendo menosca"ada su via"ilidad. El parasitismo puede darse a lo largo de todas las ases de la vida de un organismo o slo en periodos concretos de su vida. 4na vez que el proceso supone una venta;a aprecia"le para la especie, queda esta"lecido mediante seleccin natural y suele ser un proceso irreversi"le que desem"oca a lo largo de las generaciones en proundas transormaciones fsiolgicas y morolgicas de la especie par?sita. Este tipo de interaccin es muy comn en animales dom0sticos como el perro o el gato, que suelen ser aectados por *!u0spedes* tan impopulares como las pulgas. &e aprecia claramente que el !u0sped se "enefcia de la relacin, ya que el !ospedante, gato o perro, le orece un lugar donde vivir, proteccin y alimento al par?sito, pero se ve daado por la presencia del indesea"le invitado. &in em"argo, el !ospedante rara vez corre peligro de muerte, pues si esto ocurriera, el !u0sped tam"i0n moriría. /omo todo par?sito sigue siendo un organismo, puede verse convertido a su vez en !ospedador de una tercera especie. %l par?sito que parasita a otro par?sito se le suele denominar !iperpar?sito. Mazones de productividad ecolgica limiten el nmero de niveles de parasitismo a unos pocos. Esta interaccin entre po"laciones se denomina con los sím"olos: ` #epredación a depredacin se defne como la captura de una especie por parte de otra con el o";eto de alimentarse. Es un tipo de relacin inter específca, es decir, que se da entre organismos de distintas especies. a depredacin es una relacin que se da casi exclusivamente entre los animales. %dem?s de ellos, las plantas carnívoras tam"i0n realizan un tipo de depredacin, que no es activa, al!a"lando, alimentarse de otros inverte"rados. Estrictamente la depredacin es la que un animal e;erce so"re otro de especie dierente. 'uy pocas veces surge depredacin entre animales de una misma especie, y si sucede, no es en sí una depredacin, sino una respuesta a actores como el estr0s o el control de po"lacin. a depredacin se da de"ido a la necesidad de alimentarse. /on el paso del tiempo, todas las especies animales, tanto depredadores como presas, !an ido evolucionando para desarrollar ataques y deensas m?s eectivos respectivamente. Entre los depredadores se encuentran cantidades enormes de sistemas de ataque que cada especie !a ido desarrollando para alimentarse. >or e;emplo, las ?guilas poseen una visin impresionante, que les permite detectar a sus presas a grandes distancias. os guepardos poseen la cualidad de correr a una velocidad superior a sus tam"i0n veloces presas. %sí tam"i0n, los !alcones pueden volar m?s veloz que cualquier otra ave. (tros, como el zorro, tienen un sentido del olato muy desarrollado. En cuanto a los lo"os, pueden correr grandes distancias de"ido a su increí"le resistencia. %lgunas especies de peces e insectos !an desarrollado eectivos sistemas de camu=a;e para atrapar a sus presas. (tros animales, poseen sistemas de atraccin, otros, de asec!o, otros, veneno, etc. En cuanto a los animales que suelen ser presas, tam"i0n existe una evolucin que les permite deenderse. %lgunos como el erizo o el puercoespín, poseen cuerpos armados con espinas, que los !acen presas diíciles. (tros, como las tortugas o los armadillos, tienen sus cuerpos acorazados, muy diíciles de atravesar. %lgunos insectos y otros animales, producen sustancias repelentes txicas o desagrada"les para el enemigo. 5er"ívoros como las gacelas, !an !ec!o de la velocidad y la agilidad deensa, adem?s detan poseer una granque resistencia. (tros grandes !er"ívoros comosu losme;or ciervos y los "alos son corpulentos son diíciles de depredar. El ;a"alí posee peligrosos colmillos. as ce"ras y las ;iraas pueden dar mortales patadas. %lgunos, como los roedores, no se preocupan por el individuo, pero sí por la especie y se reproducen masivamente. 'uc!os optan por mantenerse en grandes grupos para desorientar
al enemigo. (tra gran deensa es el mimetismo. %lgunos animales son capaces de usar m?s de un sistema de deensa. (tro actor importante es que una especie depredadora puede, a su vez, ser cazada por un predador mayor, es decir, puede ser presa y depredador a la vez. Es el caso de muc!as cule"ras que depredan a animales pequeos como roedores, pero esas mismas cule"ras son cazadas por aves rapaces como las ?guilas. %dem?s, algunas especies pasan de ser presas a ser cazadores durante su ciclo de vida. >or e;emplo, las crías de grandes depredadores como los elinos, pueden ser presa de otros carnívoros, pero al llegar a la edad adulta, pasan a estar en la cima de la pir?mide alimenticia. a depredacin tiene una uncin muy importante en la naturaleza, ya que por medio de ella se controla la po"lacin. %l controlarse la po"lacin animal, tam"i0n se controla el uso de los recursos de los ecosistemas. 4n e;emplo claro es en los ecosistemas en donde las ?guilas y las serpientes cazan especies que se alimentan de plantas. &i una de las especies cazadores llegara a extinguirse, la otra especie no podría controlar la po"lacin de !er"ívoros y fnalmente la po"lacin vegetal disminuiría y causaría un desastre ecolgico. >or el contrario, si altaran los !er"ívoros, se extinguen tam"i0n los depredadores y no !a"ría tampoco control so"re las plantas. Linalmente, la depredacin tam"i0n es importante para la seleccin natural. os depredadores, tienden a cazar a las presas m?s d0"iles, causando que los individuos m?s uertes so"revivan y contri"uyan a un me;or desarrollo de los ecosistemas. %dem?s, entre los mismos depredadores, los me;ores cazadores logran so"revivir. Es muy importante agregar que gran parte de los pro"lemas ecolgicos de !oy, se de"en a la in=uencia !umana, que !a explotado el medioam"iente de muc!as especies, causando la disminucin de presas y, como consecuencia, tam"i0n de los depredadores, !aciendo imposi"le que se realice un control ecolgico natural en ocasiones se usa el t0rmino depredacin para reerirnos a la explotacin indiscriminada del medio, y !a"lamos de una cultura *depredadora*. 'ímica %lementos qímicos %strctra atómica %lectrones 4n electrn es una partícula su"atmica de carga negativa. >uede ser li"re )no conectado a un ?tomo, o conexionado al ncleo de un ?tomo. os electrones en los ?tomos existen en corazas es0ricas de varios radii, representando los niveles de energía. /uanto m?s grandes sean estas corazas es0ricas, mayor ser? la energía que contiene el electrn. En los conductores el0ctricos, los =u;os de corriente son resultantes de los movimientos de los electrones de ?tomo a ?tomo individualmente, y de los polos negativos a los positivos en general. En los materiales semiconductores, la corriente ocurre por el movimiento de los electrones, pero en algunos casos, es m?s ilustrativo ver la corriente como un movimiento de defciencias del electrn de ?tomo a ?tomo. 4n ?tomo con defciencias en un semiconductor se llama !ueco. Estos !uecos se mueven generalmente de los polos el0ctricos positivos a los negativos. 6ic!o de otra manera, los electrones son las partículas m?s pequeas que se encuentran dentro de los ?tomos. os ?tomos consisten de protones )cargados positivamente+, neutrones )sin carga+ y los electrones )cargados negativos+. >uedes imaginar los ?tomos como si ueran un planeta donde tiene algunos meteoritos or"itando a su alrededor. El planeta representa el ncleo el cual consiste de protones y neutrones, y los meteoros or"itando son los electrones. 6ic!os electrones se mueven a gran velocidad alrededor del ncleo. &in em"argo, los electrones no escapan a la in=uencia del ncleo porque est?n atados por uerzas que los mantienen en una continua r"ita. "Fcleo atómico El ncleo atmico es la parte central de un ?tomo, tiene carga positiva, y concentra m?s del QQ.QQ de la masa total del ?tomo. Est? ormado por protones y neutrones )denominados nucleones+ que se mantienen unidos por medio de la interaccin nuclear uerte, la cual permite que el ncleo sea esta"le, a pesar de que los protones se repelen entre sí )como los polos iguales de dos imanes+. a cantidad de protones en el ncleo determina el elemento químico al que pertenece. os ncleos atmicos con el mismo nmero de protones, pero distinto nmero de neutrones, se denominan istopos por esta razn, ?tomos de un mismo elemento pueden tener masas dierentes. a existencia del ncleo atmico ue deducida del experimento de Mut!erord, donde se "om"arde una l?mina fna de oro con partículas ala, que son ncleos atmicos de !elio emitidos por rocas radiactivas. a mayoría de esas partículas traspasa"an la l?mina, pero algunas re"ota"an, lo cual demostr la existencia de un minsculo ncleo atmico. Clasi?cación periódica Metales a mayor parte de los elementos met?licos ex!i"e el lustre "rillante que asociamos a los metales. os metales conducen el calor y la electricidad, son malea"les )se pueden golpear para ormar l?minas delgadas+ y dctiles )se pueden estirar para ormar alam"res+. Todos son slidos a temperatura am"iente con excepcin del mercurio )punto de usin -FQ k/+, que es un líquido. 6os metales se unden ligeramente arri"a de la temperatura am"iente: el cesio a DS. k/ y el e;emplo, galio a DQ.S k/. Ense el unde otro extremo, muc!os metales se unden a temperaturas muy altas. >or el cromo a 1QGG k/. os metales tienden a tener energías de ionizacin "a;as y por tanto se oxidan )pierden electrones+ cuando suren reacciones químicas. os metales comunes tienen una relativa
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acilidad de oxidacin. 'uc!os metales se oxidan con diversas sustancias comunes, incluidos GD < los ?cidos. &e utilizan con fnes estructurales, a"ricacin de recipientes, conduccin del calor y la electricidad. 'uc!os de los iones met?licos cumplen unciones "iolgicas importantes: !ierro, calcio, magnesio, sodio, potasio, co"re, manganeso, cinc, co"alto, moli"deno, cromo, estao, vanadio, níquel, "o metales os no metales varían muc!o en su apariencia no son lustrosos y por lo general son malos conductores del calor y la electricidad. &us puntos de usin son m?s "a;os que los de los metales )aunque el diamante, una orma de car"ono, se unde a F@RG k/+. #arios no metales existen en condiciones ordinarias como mol0culas diatmicas. En esta lista est?n incluidos cinco gases )5D, ]D, GD, LD y /1D+, un líquido )8rD+ y un slido vol?til )$D+. El resto de los no metales son slidos que pueden ser duros como el diamante o "landos como el azure. %l contrario de los metales, son muy r?giles y no pueden estirarse en !ilos ni en l?minas. &e encuentran en los tres estados de la materia a temperatura am"iente: son gases )como el oxígeno+, líquidos )"romo+ y slidos )como el car"ono+. ]o tienen "rillo met?lico y no re=e;an la luz. 'uc!os no metales se encuentran en todos los seres vivos: car"ono, !idrgeno, oxígeno, nitrgeno, soro y azure en cantidades importantes. (tros son oligoelementos: =or, silicio, ars0nico, yodo, cloro. Metaloides 2unto con los metales y los no metales, los metaloides o semimetales comprenden una de las tres categorías de elementos químicos siguiendo una clasifcacin de acuerdo con las propiedades de enlace e ionizacin. &us propiedades son intermedias entre los metales y los no metales. ]o !ay una orma unívoca de distinguir los metaloides de los metales verdaderos, pero generalmente se dierencian en que generalmente los metaloides son semiconductores antes que conductores. &on considerados metaloides los siguientes elementos: 8oro )8+ &ilicio )&i+ ermanio )e+ %rs0nico )%s+ %ntimonio )&"+ Telurio )Te+ >olonio )>o+ 6entro de la ta"la peridica los metaloides se encuentran en línea diagonal desde el "oro al polonio. os elementos que se encuentran encima a la derec!a son no metales, y los que se encuentran de"a;o a la izquierda son metales. Propiedades periódicas as propiedades peridicas de los elementos químicos, son características propias de dic!os elementos que varían de acuerdo a su posicin en la ta"la peridica, sea dependiendo de su nmero atmico. as propiedades peridicas son: electronegatividad, electropositividad, radio atmico, afnidad electrnica, potencial de ionizacin, la densidad atmica, el volumen atmico, temperatura de usin y temperatura de e"ullicin. )adio atómico /uando nos reerimos a radio atmico, "?sicamente planteamos la posi"ilidad de medir la distancia entre el ncleo de un ?tomo y la nu"e de electrones que componen su capa externa. as t0cnicas existentes en la actualidad que permiten generar resultados, son por e;emplo la diraccin de neutrones, de electrones o de rayos K, en todo caso es necesario recalcar que no es una propiedad ?cilsedeencuentre medir, yaelque depende entre otras muc!as varia"les de la especie química en la que ?tomo. Tam"i0n es necesario aclarar que existen dos medidas que se pueden tomar dependiendo el caso, podemos o"tener radios atmicos covalentes o met?licos, en el caso de los radios covalentes nos reerimos a la distancia entre los ncleos de ?tomos vecinos en mol0culas. El radio met?lico corresponde a la mitad de la distancia entre am"os ncleos lo que marcaría la pauta del tamao del radio comprendido entre el ncleo del citado ?tomo y su capa de valencia. El radio atmico en la amilia de los elementos aumenta de arri"a !acia a"a;o, acompaada proporcionalmente de la cantidad de ?tomos de cada elemento, a mayor valor en nmero atmico de un elemento, mayores son las uerzas e;ercidas entre el ncleo y la electrosera, lo que se resume en un menor radio atmico. >or lo tanto y como nos indica la ta"la el elemento de mayor radio atmico es el /esio. +?nidad electrónica a afnidad electrnica se "asa en la medicin de la energía li"erada por un ?tomo en estado undamental y no en estado gaseoso al reci"ir un electrn. %dem?s es la energía mínima necesaria para la li"eracin de un electrn perteneciente a un anin de un determinado elemento. os gases no"les no presentan afnidad electrnica relevante, aunque es importante recalcar que nunca igual a G, la adicin de electrones siempre genera li"eracin de energía. a afnidad electrnica no presenta una orma muy defnida de la la veremos ta"la peridica su comportamiento es similar al de la electronegatividad, pordentro lo tanto crecer aunque de a"a;o !acia arri"a de izquierda a derec!a. El /loro como e;emplo claro posee la mayor afnidad electrnica de la ta"la cerca de F@G j2`mol
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Potencial de ioni0ación El potencial de ionizacin mide lo inverso a la afnidad electrnica, por lo tanto podemos decir que mida la energía necesaria para retirar un electrn de un ?tomo neutro en estado undamental. /onsiderando que la energía necesaria para retirar el primer electrn siempre es mayor que la necesaria para retirar el segundo electro que a su vez es menor que la tercera y así sucesivamente. >resenta el mismo comportamiento que la afnidad electrnica y la electronegatividad. >or lo tanto podemos deducir que el Llor y el /loro son los elementos con mayores potenciales de ionizacin ya que son los elementos de mayor afnidad electrnica de la ta"la peridica. %lectronegatividad a es la tendencia que un ?tomo tiene para atraer !acia el los electrones cuando orma un enlace químico. a electronegatividad tiene la particularidad de no poder ser dimensionada directamente por lo que necesita de otro tipo de c?lculos "asados en otras propiedades atmicas o moleculares para ser determinada. a escala de >auling es una muestra fel del e;emplo anteriormente mencionado, en ella se defne que la electronegatividad crece en la amilia de a"a;o !acia arri"a, de"ido a la disminucin del radio atmico y del aumento de intercesiones del ncleo con la electrosera. En mencin al concepto antes vertido y para determinarlo de orma pr?ctica podemos apreciar que el =or es el elemento m?s electronegativo de la ta"la peridica. Compestos qímicos ormación de compestos qímicos a reaccin al unir dos o m?s elementos da como resultado la ormacin de un enlace químico entre ?tomos y la ormacin de un compuesto químico. >ero por qu0 las su"stancias químicas reaccionan al ser unidasP a razn tiene que ver con la participacin de las confguraciones de los electrones del ?tomo. Tipos de enlaces en los compestos qímicos os ?tomos se unen entre sí para ormar mol0culas mediante uerzas de enlace. os tipos undamentales de enlace son el inico, el covalente y el met?lico. % continuacin se descri"en cada uno de los tipos de enlace y sus características principales. Enlace inico El enlace inico consiste en la atraccin electrost?tica entre ?tomos con cargas el0ctricas de signo contrario. Este tipo de enlace se esta"lece entre ?tomos de elementos poco electronegativos con los de elementos muy electronegativos. Es necesario que uno de los elementos pueda ganar electrones y el otro perderlo, y como se !a dic!o anteriormente este tipo de enlace se suele producir entre un no metal )electronegativo+ y un metal )electropositivo+. 4n e;emplo de sustancia con enlace inico es el cloruro sdico. En su ormacin tiene lugar la transerencia de un electrn del ?tomo de sodio al ?tomo de cloro. as confguraciones electrnicas de estos elementos despu0s del proceso de ionizacin son muy importantes, ya que lo dos !an conseguido la confguracin externa correspondiente a los gases no"les, ganando los ?tomos en esta"ilidad. &e produce una transerencia electrnica, cuyo d0fcit se cu"re so"radamente con la energía que se li"era al agruparse los iones ormados en una red cristalina que, en el caso del cloruro sdico, es una red c"ica en la que en los v0rtices del paralelepípedo undamental alternan iones /l- y ]a. 6e esta orma cada ion /l- queda rodeado de seis iones ]a y recíprocamente. &e llama índice de coordinacin al nmero de iones de signo contrario que rodean a uno determinado en una red cristalina. En el caso del ]a/l, el índice de coordinacin es O para am"os >ropiedades de los compuestos inicos as est?n constituidas porde iones ordenados el retículo que sustancias mantieneninicas esta ordenacin son uerzas /oulom", muy en intensas. Estocristalino !ace que las las uerzas sustancias inicas sean slidos cristalinos con puntos de usin elevados. En eecto, para undir un cristal inico !ay que des!acer la red cristalina, separar los iones. El aporte de energía necesario para la usin, en orma de energía t0rmica, !a de igualar al de energía reticular, que es la energía desprendida en la ormacin de un mol de compuesto inico slido a partir de los correspondientes iones en estado gaseoso. Esto !ace que !aya una relacin entre energía reticular y punto de usin, siendo 0ste tanto m?s elevado cuanto mayor es el valor de aquella. >or otra parte, la aparicin de uerzas repulsivas muy intensas cuando dos iones se aproximan a distancias ineriores a la distancia reticular )distancia en la que quedan en la red dos iones de signo contrario+, !ace que los cristales inicos sean muy poco compresi"les. 5ay sustancias cuyas mol0culas, si "ien son el0ctricamente neutras, mantienen una separacin de cargas. Esto se de"e a que no !ay coincidencia entre el centro de gravedad de las cargas positivas y el de las negativas: la mol0cula es un dipolo, es decir, un con;unto de dos cargas iguales en valor a"soluto pero de distinto signo, separadas a una cierta distancia. os dipolos se caracterizan por su momento producto del valor a"soluto de una de las cargas por la distancia que las separa. 4n de estas sustancias polares es, por e;emplo el agua. /uando un compuesto inico se introduce en un disolvente polar, los iones de la superfcie de cristal provocan a su alrededor una orientacin de las mol0culas dipolares, que enrentan !acia cada ion sus extremos con carga opuesta a la del mismo. En este proceso de orientacin se li"era una energía si supera a la energía reticular, queda arrancasolvatado. al ion de la 4na vezde arrancado, el ion seque, rodea de mol0culas de disolvente: asred. mol0culas disolvente alrededor de los iones se comportan como capas protectoras que impiden la reagrupacin de los mismos. Todo esto !ace que, en general, los compuestos inicos sean solu"les en disolventes polares, aunque dependiendo siempre la solu"ilidad del valor de la
R
energía reticular y del momento dipolar del disolvente. %sí, un compuesto como el ]a/l, es muy solu"le en disolventes como el agua, y un compuesto como el sulato de "ario, con alta energía reticular, no es solu"le en los disolventes de momento dipolar muy elevado. Enlace covalente e7is expuso la teoría de que todos los elementos tienen tendencia a conseguir confguracin electrnica de gas no"le )S electrones en la ltima capa+. Elementos situados a la derec!a de la ta"la peridica ) no metales + consiguen dic!a confguracin por captura de electrones elementos situados a la izquierda y en el centro de la ta"la ) metales +, la consiguen por p0rdida de electrones. 6e esta orma la com"inacin de un metal con un no metal se !ace por enlace inico pero la com"inacin de no metales entre sí no puede tener lugar mediante este proceso de transerencia de electrones por lo que e7is supuso que de"ían compartirlos. Es posi"le tam"i0n la ormacin de enlaces mltiples, o sea, la comparticin de m?s de un par de electrones por una pare;a de ?tomos. En otros casos, el par compartido es aportado por slo uno de los ?tomos, orm?ndose entonces un enlace que se llama coordinado o dativo. &e !an encontrado compuestos covalentes en donde no se cumple la regla. >or e;emplo, en 8/lF, el ?tomo de "oro tiene seis electrones en la ltima capa, y en &LO, el ?tomo de azure consigue !asta doce electrones. Esto !ace que actualmente se piense que lo característico del enlace covalente es la ormacin de pares electrnicos compartidos, independientemente de su nmero. Luerzas intermoleculares % dierencia que sucede con los compuestos inicos, en las sustancias covalentes existen mol0culas individualizadas. Entre estas mol0culas se dan uerzas de co!esin o de #an der aals, que de"ido a su de"ilidad, no pueden considerarse ya como uerzas de enlace. 5ay varios tipos de interacciones: Luerzas de orientacin )aparecen entre mol0culas con momento dipolar dierente+, uerzas de induccin )ion o dipolo permanente producen en una mol0cula no polar una separacin de cargas por el enmeno de induccin electrost?tica+ y uerzas de dispersin )aparecen en tres mol0culas no polares+. >ropiedades de los compuestos covalentes as uerzas de #an der aals pueden llegar a mantener ordenaciones cristalinas, pero los puntos de usin de las sustancias covalentes son siempre "a;os, ya que la agitacin t0rmica domina, ya a temperaturas "a;as, so"re las d0"iles uerzas de co!esin. a mayor parte de las sustancias covalentes, a temperatura am"iente, son gases o líquidos de punto de e"ullicin "a;o )por e;emplo el agua+. En cuanto a la solu"ilidad, puede decirse que, en general, las sustancias covalentes son solu"les en disolventes no polares y no lo son en disolventes polares. &e conocen algunos slidos covalentes pr?cticamente inusi"les e insolu"les, que son excepcin al comportamiento general descrito. 4n e;emplo de ellos es el diamante. a gran esta"ilidad de estas redes cristalinas se de"e a que los ?tomos que las orman est?n unidos entre sí mediante enlaces covalentes. >ara des!acer la red es necesario romper estos enlaces, los cual consume enormes cantidades de energía Electrovalencia y covalencia Teniendo presenta las teorías de los enlaces inicos y covalentes, es posi"le deducir la valencia de un elemento cualquiera a partir de su confguracin electrnica. a electrovalencia, valencia en la ormacin de compuestos inicos, es el nmero de electrones que el ?tomo tiene que ganar o perder para conseguir la confguracin de los gases no"les. a covalencia, nmero de enlaces covalentes que puede ormar un ?tomo, es el nmero de electrones desapareados que tiene dic!o ?tomo. 5ay que tener presente que un ?tomo puede desaparecer sus electrones al m?ximo siempre que para ello no !aya de pasar ningn electrn a un nivel energ0tico superior. E]%/E 'ETA$/( os elementos met?licos sin com"inar orman redes cristalinas con elevado índice de coordinacin. 5ay tres tipos de red cristalina met?lica: c"ica centrada en las caras, con coordinacin doce c"ica cuerpo,decon coordinacin oc!o, yde !exagonal con coordinacin doce. &incentrada em"argo,enelelnmero electrones de valencia cualquiercompacta, ?tomo met?lico es pequeo, en todo caso inerior al nmero de ?tomos que rodean a un dado, por lo cual no es posi"le suponer el esta"lecimiento de tantos enlaces covalentes. En el enlace met?lico, los ?tomos se transorman en iones y electrones, en lugar de pasar a un ?tomo adyacente, se desplazan alrededor de muc!os ?tomos. $ntuitivamente, la red cristalina met?lica puede considerarse ormada por una serie de ?tomos alrededor de los cuales los electrones sueltos orman una nu"e que mantiene unido al con;unto. >(%M$6%6 6E (& E]%/E& En el caso de mol0culas !eteronucleares, uno de los ?tomos tendr? mayor electronegatividad que el otro y, en consecuencia, atraer? m?s uertemente !acia sí al par electrnico compartido. El resultado es un desplazamiento de la carga negativa !acia el ?tomo m?s electronegativo, quedando entonces el otro con un ligero exceso de carga positiva. >or e;emplo, en la mol0cula de 5/l la mayor electronegatividad del cloro !ace que so"re 0ste aparezca una raccin de carga negativa, mientras que so"re el !idrgeno aparece una positiva de igual valor a"soluto. Mesulta así una mol0cula polar, con un enlace intermedio entre el covalente y el inico. ormlación de los compestos qímicos a rmula química es una representacin convencional de los elementos que orman una mol0cula o compuesto químico. &u creador, 2os0 de /aso, en dicecon quelos una rmula química se compone de sím"olos y su"índices correspondi0ndose los 1SRF, sím"olos elementos que ormen el compuesto químico a ormular y los su"índices con la cantidad de ?tomos presentes de cada elemento en el compuesto. %sí, por e;emplo, una mol0cula descrita por la rmula 5D&( posee dos ?tomos de !idrgeno, un ?tomo de azure y ?tomos de oxígeno.
S
]omenclatura sistem?tica o estequiom0trica )nomenclatura de la $4>%/+, la cual se vale de los pref;os numerales griegos mono-, di-, tri-, tetra-, penta-, !exa-, !epta-, octa-, nona-, deca-, etc, para nom"rar el nmero de ?tomos de cada elemento en la mol0cula. ]omenclatura de &toc3, utilizada con elementos que pueden usar distintos estados de oxidacin, y caracterizada por incluir la valencia con la que acta el elemento entre par0ntesis y en nmeros romanos. ]omenclatura cl?sica o tradicional, la cual se vale de los pref;os y suf;os !ipo-oso, -oso, -ico y per-ico, segn la valencia con la que acten los elementos. %ctualmente desaconse;ada por la $4>%/ )organismo anteriormente citado+ %sí, por e;emplo, la rmula LeD(F podemos nom"rarla respectivamente: ]T: Trixido de di!ierro ]&: xido de !ierro )$$$+ ]T: xido 0rrico < la rmula Le( podemos nom"rarla respectivamente: ]T: 'onxido de !ierro ]&: xido de !ierro )$$+ ]E: xido erroso &in em"argo esto resulta demasiado general como para poder ormular cualquier compuesto. >or lo cual procederemos a explicar cmo se ormulan. "omenclatra de compestos orgánicos e inorgánicos. >ara iniciar el estudio de la nomenclatura es necesario distinguir primero entre compuestos org?nicos e inorg?nicos. os compuestos org?nicos son los que contienen car"ono, comnmente enlazados con !idrgeno, oxígeno, "oro, nitrgeno, azure y algunos !algenos. El resto de los compuestos se clasifcan como compuestos inorg?nicos. stos se nom"ran segn las reglas esta"lecidas por la $4>%/. +lcanos os !idrocar"uros dede cadena y los !idrocar"uros sustituyentes simples se nom"ran con el sistema de la $4>% acuerdo con las siguientescon reglas: 1.
El suf;o que designa a un alcano es *ano*. >ara el siguiente compuesto el nom"re "ase es !eptano, ya que la cadena continua m?s larga tiene siete ?tomos de car"ono. a cadena continua m?s larga no necesariamente de"e ser parte de la mol0cula escrita en orma !orizontal+
D.
&e escoge la cadena con el mayor nmero de ?tomos de car"ono unidos de orma continua. El nom"re del alcano de cadena contina de la mol0cula que tenga el mismo nmero de ?tomos de car"ono que !ay en esta cadena m?s larga, sirve como nom"re "ase de la mol0cula. &i la cadena "?sica del compuesto se enumera como se indica, !a"r? sustituyentes en los /F y /. &i se !u"iera comenzado la numeracin por el otro extremote la cadena, los sustituyentes !u"ieran quedado en / y /@. 4n sustituyente es un ?tomo o grupo de ?tomos distintos de !idrgeno y se encuentra unido a un car"ono de la cadena m?s larga. 4n sustituyente es un ?tomo o grupo de ?tomo, distintos del !idrgeno, y se encuentran unidos a un car"ono de la cadena m?s larga.
F.
]um0rese los ?tomos de car"ono de esta cadena continua. a numeracin de"e comenzar por el extremo que d0 los nmeros menores para los ?tomos que llevan sustituyentes. a presencia de un grupo metilo )/5F-+ so"re /F se indica así: F-metil y la presencia del grupo etilo )/5F-/5D-+ so"re / se indica así: -etil )la nomenclatura para los grupos sustituyentes ormados a partir de los alcanos, los llamamos grupos alquilos, .
.
/ada sustituyente se nom"ra indicando su posicin mediante un nmero que
corresponde al ?tomo de car"ono al cual se encuentra unido. @. El nom"re del compuesto se escri"e en una sola pala"ra. os nom"res se separan de los nmeros mediante guiones y los nmeros entre si mediante comas. os nom"res del sustituyente se agregan como pref;os al nom"re "?sico.
Q
6e acuerdo con estas reglas, el nom"re del compuesto es: -etil-F-metilpentano. &i en una misma mol0cula se encuentra presente el mismo sustituyente dos o m?s veces, el nmero de sustituyentes iguales se indica mediante los pref;os di, tri, tetra, penta, etc. unidos al nom"re del sustituyente. a posicin de cada sustituyente se indica mediante un nmero y varios nmeros se separan mediante comas.
D,F † dimetil"utano F,F † dietil † metil!exano
@,@,O † tricloro - , † dietil † D,F † dimetiloctano /ada sustituyente de"e tener un nom"re y un nmero para localizarlo. Cicloalcanos os cicloalcanos se nom"ran colocando el pref;o ciclo al nom"re del alcano de cadena a"ierta correspondiente, de igual nmero de car"onos del anillo. E;emplos:
ciclopropano ciclo!exano ciclo"utano os sustituyentes en el cicl se nom"ran indicando sus posiciones por nmeros, usando la menos com"inacin de estos.
cloro-ciclopropano 1-etil--metilciclo!exano "romo-ciclo"utano >or conveniencia, los anillos ali?ticos a menudo se representan por medios de fguras geom0tricas simples: un tri?ngulo para el ciclopropano, un cuadrado para el ciclo"utano, un pent?gono para el ciclopropano, un !ex?gono para el ciclo!exano y así sucesivamente
@G
ciclopropano ciclo"utano ciclo!exano +lqenos %l igual que en los alcanos, para nom"rar los alquenos se siguen una serie de reglas: 1.
>ara el nom"re "ase se escoge la cadena continua de ?tomos de car"ono m?s larga que contenga al do"le enlace. a cadena se numera de tal manera que los ?tomos de car"ono del do"le enlace tengan los nmeros m?s "a;os posi"les. F. >ara indicar la presencia del do"le enlace se cam"ia la terminacin *ano* del nom"re del alcano con el mismo nmero de ?tomos de car"ono de la cadena m?s larga que contenga el do"le enlace por la terminacin *eno*. D.
D- penteno .
a posicin del do"le enlace se indica mediante el nmero menor que le corresponde a uno de los ?tomos de car"ono del do"le enlace. Este nmero se coloca antes del nom"re "ase: @. os sustituyentes tales como !algenos o grupos alquilo se indica mediante su nom"re y un nmero de la misma orma que para el caso de los alcanos.
@,@ † dicloro † D † penteno F † propil † 1- !exeno +lqinos as reglas son exactamente las mismas que para nom"rar los alquenos, excepto que la terminacin *ino*, reemplaza la de *eno*. a estructura principal es la cadena continua m?s larga que contiene el triple enlace, y las posiciones de los sustituyentes y el triple enlace son indicadas por nmeros. El triple enlace se localiza numerando el primer car"ono que contiene el triple enlace, comenzando por el extremo de la cadena m?s cercano al triple enlace.
D - metil † F † !exino - etil † D † !eptino Compestos aromáticos a serie arom?tica se construye so"re la estructura del "enceno.
"enceno #erivados del enceno os derivados del "enceno se nom"ran anteponiendo el nom"re del sustituyente a la pala"ra "enceno. >or e;emplo
@1
etil"enceno nitro"enceno cloro"enceno %lgunos derivados del "enceno se conocen por sus nom"res comunes
tolueno anilina enol
?cido "enzoico "enzalde!ído os derivados disustituídos del "enceno son tres el orto, el meta y el para.
orto meta para < se nom"ran indicando las posiciones relativas de los sustituyentes. >or e;emplo:
o-di"romo"enceno m-cloronitro"enceno p-clorotolueno os derivados tri y poli sustituídos del "enceno se nom"ran utilizando nmeros que indiquen las posiciones relativas de las mismas. a.
&i los grupos son iguales la secuencia ser? la de menor com"inacin de nmeros.
@D
". 1,D,F- trinitro"enceno c.
&i los grupos son dierente, se escoge un grupo como 1 y los dem?s se numeran respecto a este.
D,-dinitrotolueno F-"romo-@-cloronitro D-clor--nitroenol "enceno 2alros de alqilo %l nom"re !idrocar"uro correspondiente se antepone el pref;o =or, cloro, "romo o yodo, con un nmerodel el cual indica la posicin del !algeno.
D-cloropropano F-"romo-1-propeno iodo-cicloalcano +lco1oles 1.
&e elige la cadena m?s larga que contiene el grupo !idroxilo )cadena undamental+. Esto orma la "ase del nom"re del compuesto, cam"iando la terminacin *o* del !idrocar"uro correspondiente por el suf;o *ol*. D. a numeracin de la cadena undamental se realiza de modo que la posicin del !idroxilo quede esta"lecida por el nmero menor posi"le. F. &e nom"ran las ramifcaciones y s ustituyentes indicando sus posiciones mediante nmeros. E;emplos:
metanol etanol 1-propanol D-propanol
F-metil-D-"utanol O-metil--octanol Hteres &e nom"ra como un !idrocar"uro que presenta un alcxido como sustituyente. &i es necesarios se indica la posicin del alcxido, utilizando un nmero )el menor posi"le+.
@F
etoxietano metoxietano D.etoxipropano +minas &e le adiciona el suf;o amina al radical !idrocar"onato al que est? unido.
metilamina dimetilamina trimetilamina as aminas mixtas se nom"ran como derivados de las aminas que contienen el radical m?s largo.
]-metil-]-etil"utilamina ],]-dimetil"encilamina +lde1ídos 1. D. F.
a cadena mayor que contiene al grupo uncional †/5(, se considera como "ase para nom"rar al compuesto. a terminacin *o* del alcano, se cam"ia por *al*. as posiciones de los sustituyentes, se indican mediante los nmeros menores posi"le, reservando el 1 para el car"ono car"onílico.
metanal etanal propanal
D-metilpentanal F-metilpentanal Cetonas 1.
&e considera la cadena mayor la que contiene el grupo car"onilo como "ase y la terminacin *o* del alcano correspondiente se cam"ia por *ona*. D. as posiciones de los sustituyentes se indican mediante nmeros, utilizando el menor nmero posi"le para el grupo car"onilo.
propanona "utanone D-pentanona
@
?cido metanoico ?cido etanoico ?cido propanoico
?cido D-metil"utanoico ?cido F-metil"utanoico #erivados de ácidos caroAílicos a nomenclatura de estos derivados de ?cido est? relacionada con el nom"re del ?cido car"oxílico correspondiente. •
2alros de ácidos
cloruro de etanoilo "romuro de propanoilo &e cam"ia la terminacin *oico* del ?cido por *oilo* y se le antepone el nom"re del !aluro. •
+n1ídridos de ácidos %l nom"re del ?cido, se antepone la pala"ra an!ídrido. E;emplos:
an!ídrido etanoico an!ídrido propanoico •
Hsteres a porcin de la mol0cula que corresponde al ?cido, se termina con la partícula *ato* y la que corresponde al alco!ol, se termina en *ilo*.
etanoato de metilo etanoato de etilo D,D-dimetilpropanoato de etilo • •
+midas &e cam"ia la terminacin *oico* del ?cido car"oxílico por la pala"ra amida.
etanamida propanamida D,D-dimetilpropanamida
@@
)eacciones ecaciones qímicas #e?nición/ &on procesos químicos donde las sustancias intervinientes, suren cam"ios en su estructura, para dar srcen a otras sustancias. El cam"io es m?s ?cil entre sustancias líquidas o gaseosas, o en solucin, de"ido a que se !allan m?s separadas y permiten un contacto m?s íntimo entre los cuerpos reaccionantes. Tam"i0n se puede decir que es un enmeno químico, en donde se producen sustancias distintas a las que les dan srcen. Características o %videncias de na )eacción 'ímica/ Lormacin de precipitados. Lormacin de gases acompaados de cam"ios de temperatura. 6esprendimiento de luz y de energía.
• • •
)eglas: • •
•
En toda reaccin se conservan los ?tomos y las cargas )si !ay iones+ ]o puede ocurrir un proceso de oxidacin o de reduccin aislado, am"os ocurren simult?neamente. ]o se pueden ormar productos que reaccionen en0rgicamente con alguno de los productos o"tenidos. E;. : ]aF] F5D( ‡ F ]a(5 ]5F Tipos de )eacciones 'ímicas :
%.
Meacciones de composicin, adicin o síntesis:
o
/uando dos o m?s sustancias se unen para ormar una m?s comple;a o de mayor masa molecular:
E;. :
Meacciones de descomposicin:
o
/uando una sustancia comple;a por accin de dierentes actores, se descompone en otras m?s sencillas:
E;. :
@O
/uando las descompone el calor, se llaman tam"i0n de disociacin t0rmica. Meacciones de simple sustitucin:
o o
6enominadas tam"i0n de simple desplazamiento cuando una sustancia simple reacciona con otra compuesta, reemplazando a uno de sus componentes. E;. :
. Meacciones de do"le sustitucin:
o
Tam"i0n se denominan de do"le desplazamiento o met?tesis y ocurren cuando !ay intercam"io de elementos entre dos compuestos dierentes y de esta manera srcinan nuevas sustancias. &e presentan cuando las sustancias reaccionantes est?n en estado inico por encontrarse en solucin, com"in?ndose entre sí sus iones con muc!a acilidad, para ormar sustancias que permanecen esta"les en el medio reaccionante:
E;. :
Meacciones Meversi"les:
o
/uando los productos de una reaccin pueden volver a reaccionar entre sí, para generar los reactivos iniciales. Tam"i0n se puede decir que se realiza en am"os sentidos.
E;. :
@R
Meacciones $rreversi"les:
o
/uando los productos permanecen esta"les y no dan lugar a que se ormen los reactivos iniciales.
E;. :
Toda reacción es más o menos reversileI pero en mc1os casos esta reversiilidad es tan insigni?cante qe se pre?ere considerar prácticamente irreversile. %. En toda reaccin química !ay emisin o a"sorcin de energía que se manifesta como luz y`o calor. %quí aparece el concepto de Entalpía, entendida como la energía que se li"era o a"sor"e. Meacciones Exot0rmicas:
/uando al producirse, !ay desprendimiento o se li"era calor.
E;. :
Meacciones Endot0rmicas:
/uando es necesario la a"sorcin de calor para que se puedan llevar a ca"o.
E;. :
6efnicin: &on expresiones matem?ticas a"reviadas se utilizan descri"ir loen que en una reaccin química en sus estados inicial y fnal.que En ella fguranpara dos miem"ros el sucede primero, los sím"olos o rmulas de los reactantes, reaccionantes o reactivos y en el segundo los sím"olos o rmulas de los productos. >ara separar am"os miem"ros se utiliza una =ec!a que generalmente se dirige !acia la derec!a, indicando el sentido de la reaccin:
@S
% 8/ ‡ %8 / E;. : a ecuacin química que descri"e la reaccin entre el magnesio y el oxígeno es: D 'g (D ‡ D 'g( Meactantes >roducto &ignifcado de las ecuaciones químicas: /ualitativo: $ndica la clase o calidad de las sustancias reaccionantes y productos. En la ecuacin anterior, el magnesio reacciona con el oxígeno para o"tener xido de magnesio /uantitativo: Mepresenta la cantidad de ?tomos, mol0culas, el peso o el volumen de los reactivos y de los productos. En la ecuacin química anterior, se entiende que dos mol0culas )o moles+ de magnesio, reaccionan con una mol0cula ) o mole+ de oxígeno para o"tenerse dos mol0culas ) o moles+ de xido de magnesio. Tam"i0n se puede calcular la cantidad en gramos del producto, tomando como "ase los pesos atmicos de los reaccionantes )/on ayuda de la Ta"la >eridica+ . /aracterísticas de las Ecuaciones uímicas: os reactantes y productos se representan utilizando sím"olos para los elementos y rmulas para los compuestos. &e de"e indicar el estado ísico de los reactantes y productos entre par0ntesis: )g+, )l+, )s+ )ac.+ si se presentan en estado gaseoso, líquido , slido o en solucin acuosa respectivamente. El nmero y tipo de ?tomos en am"os miem"ros de"en ser iguales, conorme al principio de conservacin de la masa si esto es así, la ecuacin est? "alanceada. &istemas dispersos #ispersiones colídales En química un coloide, suspensin coloidal o dispersin coloidal es un sistema fsico-químico compuesto por dos ases: una continua, normalmente =uida, y otra dispersa en orma de partículas por lo general slidas, de tamao mesoscpico )a medio camino entre los mundos macroscpico y microscpico+. %sí, se trata de partículas que no son aprecia"les a simple vista, pero muc!o m?s grandes que cualquier mol0cula. 6ispersin es cuando algn componente de una mezcla se !alla en mayor proporcin que los dem?s. El nom"re de coloide proviene de la raíz griega 3olas que signifca que puede pegarse. Este nom"re !ace reerencia a una de las principales propiedades de los coloides: su tendencia espont?nea a agregar o ormar co?gulos. %unque el coloide por excelencia es aquel en el que la ase continua es un líquido y la ase dispersa se compone de partículas slidas, pueden encontrarse coloides cuyos componentes se encuentran en otros estados de agregacin. En la siguiente ta"la se recogen los distintos tipos de coloides segn el estado de sus ases continua y dispersa os coloides pueden ser defnidos como el puente que comunica a las suspensiones con las soluciones, es decir, son un paso intermedio entre am"as. a línea divisoria entre las soluciones y los coloides entre 0stos y las mezclas no es defnida puesto que muc!as de las características de tales sistemas se comparten mutuamente sin discontinuidad. /onsecuentemente, la clasifcacin es recuentemente diícil y la nomenclatura empleada queda su;eta a una seleccin ar"itraria. 4na de las dierencias entre los coloides con las suspensiones, es que no se sedimentan al de;arlas en reposo. 4na partícula coloidal tiene, al menos, una dimensin que se encuentra entre los 1G-@ y 1G-R cm. %unque estos límites son, algo ar"itrarios, nos sirven de guía para clasifcar los coloides. En las soluciones, se !a"la de soluto y solvente, pero en lasysuspensiones de tipo coloidal, !a"lamos de partículas o "ienenpartículas coloidales medio de dispersin. os coloides son muy distintos a dispersas las soluciones sus propiedades, de a!í que est0n clasifcados no como soluciones, sino como soles. os coloides se clasifcan en tres clases generales que dependen del tamao de la partícula, y son: J
6ispersiones coloidales J J
&oluciones de 'acromol0culas /oloides de %sociacin
as dispersiones coloidales consisten en suspensiones en medio de sustancias insolu"les en orma de partículas conteniendo muc!as partículas individuales. /omo e;emplo est?n las dispersiones coloidales de oro, %uD&F , aceite en agua. #isolciones as disoluciones son mezclas !omog0neas de sustancias en iguales o distintos estados de agregacin. a concentracin de una disolucin constituye una de sus principales características. 8astantes propiedades de las disoluciones dependen exclusivamente de la concentracin. &u estudio resulta de inter0s tanto para la ísica como para la química. El estudio de los dierentes estados de agregacin de la materia se suele reerir, para simplifcar, a una situacin de la"oratorio, admiti0ndose que las sustancias consideradas son puras, es decir, est?n ormadas por un mismo tipo de componentes elementales, ya sean ?tomos, mol0culas, o
@Q
pares de iones. os cam"ios de estado, cuando se producen, slo aectan a su ordenacin o agregacin. &in em"argo, en la naturaleza, la materia se presenta, con mayor recuencia, en orma de mezcla de sustancias puras. as disoluciones constituyen un tipo particular de mezclas. El aire de la atmsera o el agua del mar son e;emplos de disoluciones. El !ec!o de que la mayor parte de los procesos químicos tengan lugar en disolucin !ace del estudio de las disoluciones un apartado importante de la química-ísica. /%M%/TEM$&T$/%& 6E %& 6$&(4/$(]E& &on mezclas !omog0neas, es decir, que las sustancias que la conorman ocupan una sola ase, y presentan una distri"ucin regular de sus propiedades ísicas y químicas, por lo tanto al dividir la disolucin en n partes iguales o distintas, cada una de las porciones arro;ar? las mismas propiedades ísicas y químicas. a cantidad de soluto y la cantidad de disolvente se encuentran en proporciones que varían entre ciertos límites. >or e;emplo, 1GG g de agua a G k/ es capaz de disolver !asta FR,@ g de ]a/l, pero si mezclamos G g de ]a/l con 1GG g de agua a la temperatura sealada, quedar? un exceso de soluto sin disolver. F. &us propiedades ísicas dependen de su concentracin. E;. disol. 5/l 1D mol` 6ensidad 1,1S g`cmF disol. 5/l O mol` 6ensidad 1,1G g`cmF . &us componentes se separan por cam"ios de ases, como la usin, evaporacin, condensacin, etc. Potencial de 2idrógeno @p1 El p5 )>otencial de !idrgeno+ es una medida de la acidez o alcalinidad de una solucin. El p5 indica la concentracin de iones !idronio W5F(X presentes en determinadas sustancias. a sigla signifca *potencial de !idrgeno* )pondus 5ydrogenii o potentia 5ydrogenii del latín pondus, n. peso potentia, . potencia !ydrogenium, n. !idrgeno+. Este t0rmino ue acuado por el químico dan0s &ˆrensen, quien lo defni como el logaritmo negativo de "ase 1G de la actividad de los iones !idrgeno. El p5 o potencial de 5idrgeno es una característica del agua, este se mide en una escala de 1 a 1, por los cual decimos que si el agua tiene un p5 menor a R, sería ?cida por el contrario si uera m?s alta que R sería agua alcalina o "?sica. >ara explicar el porqu0 de estas mediciones, de"emos recordar ciertos principios de química y matem?tica. &a"emos que por defnicin el p5 es el ogaritmo negativo de la concentracin de 5idrgeno. p5 - og n -og W5X 6e"emos reemplazar la n por la concentracin de iones de !idrgeno. >or e;emplo, el agua destilada tiene un p5 neutro, remplazando por la ormula sería de así p5 -og 5 p5 - og 1G-R p5 - ) - R og . 1G+ - )- R x 1+ - ) - R+ R /uando !a"lamos de que es una escala logarítmica queremos decir la dierencia que existe entre un valor y otro se multiplica por sí mismo, por e;emplo un agua con p5 @.O es 1G veces m?s alcalina que una con p5 @.@ y 1GG veces m?s que una con p5 @.. &a"emos que el agua est? ormada por D de 5idrgeno y un ?tomo de (xígeno )5D(+, pero en estado líquido las mol0culas disocian. a disociacin inica del %guasesería: 5D( - 5 )(5+ El in 5 est? ormado por un ?tomo de 5idrgeno que !a perdido un electrn es decir una carga negativa, en consecuencia, como el ?tomo es el0ctricamente neutro al perder su carga negativa queda con una carga positiva. El ?tomo de 5idrgeno posee un solo electrn, si lo pierde queda reducido a un solo protn, pero el protn no puede estar solo por lo que se une a otra mol0cula de agua y orma lo que se llama 5idronio 5F(. /uando la cantidad de iones de 5idrgeno y de iones ox!idrilo son iguales, se dice que tiene un p5 neutro, si !ay mas iones de !idrgeno el agua se acidifcar?, por el contrario si !ay mas iones ox!idrilo el agua se alcalinizar?. 6espu0s de tantas cuentas y lo que realmente nos interesa a los acuariflos es el nivel de p5 que posee el agua de nuestro acuario, de esta manera sa"remos qu0 tipo de peces podemos incorporar. #eamos un e;emplo de esto, si tenemos agua alcalina con un valor de p5 R.@ y una dureza entre 1D y 1S d5 podremos mantener perectamente uppies, 'ollies, Espadas, >latis, etc. pero nunca )puede !a"er excepciones+ podremos tener ]eones cardinales con ellos, pues estos peces son de aguas ?cidas y "landas pero si tenemos un p5 R y una dureza de entre S y 1D d5 podremos tener a estas especies ;untas. Existe un punto que no puedo de;ar pasar de largo y es la relacin del j! y el p5, ya que este valor depende del otro y de la cantidad de dixido de /ar"ono )/oD+. ísicaJmatemática
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Conceptos fndamentales de física Cinemática a /inem?tica )del griego •VZ‰, 3ineo, movimiento+ es la rama de la mec?nica cl?sica que estudia las leyes del movimiento de los cuerpos sin tener en cuenta las causas que lo producen, limit?ndose, esencialmente, al estudio de la trayectoria en uncin del tiempo. En la /inem?tica se utiliza un sistema de coordenadas para descri"ir las trayectorias, denominado sistema de reerencia. a velocidad es el ritmo con que cam"ia la posicin un cuerpo. a aceleracin es el ritmo con que cam"ia su velocidad. a velocidad y la aceleracin son las dos principales cantidades que descri"en cmo cam"ia su posicin en uncin del tiempo. Pnto o cerpo de referencia En general, para estudiar el movimiento de un cuerpo y determinar su posicin en el espacio en cada instante de tiempo, es necesario recurrir a lo que se denomina en Lísica, un sistema de reerencia. >ara comprender lo que ello signifca estudiaremos un caso sencillo. En la fgura siguiente !ay una pelota, varios o";etos y algunas personas. &e pretende estudiar el movimiento de la pelota y conocer su posicin al ca"o de un tiempo despu0s que se le !a puesto en movimiento. $ndicaremos a continuacin los elementos de un sistema de reerencia y las actividades a las que da srcen con el fn de u"icar la pelota en el espacio y en el tiempo. a+ /uerpos de reerencia: >ara determinar la posicin de un cuerpo siempre es necesario reerirse a otro cuerpo o a un con;unto de cuerpos materiales, en el lengua;e comn se dice: 2uan esta"a en la 8i"lioteca, las llaves est?n so"re la mesa del comedor, etc, no es posi"le !a"lar de posicin sin !acer reerencia a otro cuerpo. En este caso se elige la uente como cuerpo de reerencia pero en el entendido que pudiese ser cualquier otro. "+ /ero de Meerencia: 4na vez escogido el cuerpo de reerencia, se procede a escoger un punto de ese cuerpo, a partir del cual se van a medir las varia"les relacionadas con la posicin del cuerpo que deseamos estudiar este punto se denomina srcen o G )cero+ del sistema de reerencia. En el caso que estamos estudiando !emos escogido un punto en la "ase de la uente. c+ 4n sistema de coordenadas. a inormacin num0rica que permitir? u"icar al cuerpo en el tiempo y en el espacio est? contenida en lo que se llama el sistema de coordenadas. Est? representada por un con;unto de nmeros ordenados de manera conveniente para acilitar el registro y comunicacin de los datos.. >ara la descripcin del movimiento de un cuerpo en el espacio se requieren coordenadas, F para indicar la posicin en el espacio y otra para indicar el instante de tiempo correspondiente a la posicin. En este caso el movimiento de la pelota ser? a lo largo de un línea recta, se requieren por lo tanto D coordenadas, una espacial y otra temporal. El valor num0rico de la coordenada espacial nos inorma de la posicin de la pelota con respecto al cero de reerencia, y el valor num0rico de la coordenada temporal nos dice en que instante de tiempo adquiere esa posicin. d+ >atrones de medida para las distancias y el tiempo. 6ierentes patrones de medida determinan nmeros dierentes en la medida de las distancias y el tiempo. El nmero que representa a una distancia medida en pulgadas, es un nmero dierente al que o"tenemos si medimos la misma distancia en metros o centímetros de igual manera ocurre con el tiempo: 1 !ora equivale a FOGG segundos, am"as son unidades dierentes de tiempo,. Es necesario, por consiguiente, escoger la regla y el relo; con la que vamos a medir. &e !a adoptado internacionalmente como patrn de medida para la longitud al metro y para el tiempo el segundo. Esos serían nuestros patrones en el e;emplo de la pelota, aunque no especifquemos algn valor num0rico para ellos. #istancia despla0amiento En el lengua;e ordinario los t0rminos distancia y desplazamiento se utilizan como sinnimos, aunque en realidad tienen un signifcado dierente. a distancia en 'atem?ticas y Lísica se referen a situaciones dierentes aunque relacionadas entre sí. a fgura de la derec!a presenta la relacin entre am"as. /rees que puedas explicar la dierenciaP 6istancia a distancia se refere a cuanto espacio recorre un o";eto durante su movimiento. Es la cantidad movida. Tam"i0n se dice que es la suma de las distancias recorridas. >or ser una medida de longitud, la distancia se expresa en unidades de metro segn el &istema $nternacional de 'edidas. %l expresar la distancia, por ser una cantidad escalar, "asta con mencionar la magnitud y la unidad. $magina que comienzas a caminar siguiendo la trayectoria: oc!o metros al norte, doce metros al este y fnalmente oc!o metros al sur. uego del recorrido, la distancia total recorrida ser? de DS metros. El nmero DS representa la magnitud de la distancia recorrida. E;emplo 1: a luz proveniente del sol tarda S.F minutos en llegar a la Tierra. a rapidez de la luz es de F K 1GSm`s. % cu?ntos metros de distancia est? la Tierra del &olP 6atos: t S.F min S.F min K OGs`min QS s #F K 1GSm`s dP Ecuacin: #d`t despe;ando para d, dvt
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&ustituyendo los valores correspondientes: d)F K 1GSm`s+ )QSs+ 1.Q K 1G11m`s a respuesta es la distancia entre la Tierra y el &ol es de 1.@ K 1G11m`s 6esplazamiento El desplazamiento se refere a la distancia y la direccin de la posicin fnal respecto a la posicin inicial de un o";eto. %l igual que la distancia, el desplazamiento es una medida de longitud por lo que el metro es la unidad de medida. &in em"argo, al expresar el desplazamiento se !ace en t0rminos de la magnitud con su respectiva unidad de medida y la direccin. El desplazamiento es una cantidad de tipo vectorial. os vectores se descri"en a partir de la magnitud y de la direccin. #amos a considerar la misma fgura del e;emplo anterior. ("serva que recorres Sm en direccin ]orte, luego 1D m en direccin Este y por ltimo S m en direccin &ur. >ara el desplazamiento solo importa el punto de inicio y el punto fnal por lo que el vector entrecortado muestra el desplazamiento. El resultado es 1Dm en direccin Este. >ara esto recorres una distancia de DSm. 'atem?ticamente, el desplazamiento )Šd+ se calcula como: d † di Šd donde d es la posicin fnal y di es la posicin inicial del o";eto. El signo del resultado de la operacin indica la direccin del desplazamiento segn el sistema de coordenadas defnido. En el caso anterior, el desplazamiento !u"iese sido 1Dm al este. /uando el o";eto termina en el mismo lugar de inicio el desplazamiento ser? cero aunque la distancia no necesariamente lo sea. % esta trayectoria en la que la posicin fnal e inicial son iguales, se conoce como un paso cerrado. El cam"io en la posicin de un o";eto tam"i0n se puede representar gr?fcamente. as características de la gr?fca son par?metros que nos ayudan a descri"ir el movimiento del o";eto "a;o estudio. El tema de an?lisis gr?fco del movimiento rectilíneo que discutimos anteriormente te puede ayudar a entender el concepto "?sico de vectores. +celeración En ísica, la aceleracin es una magnitud vectorial que nos indica el ritmo o tasa de cam"io de la velocidad por unidad de tiempo. En el contexto de la mec?nica vectorial ne7toniana se representa normalmente por o y su mdulopor . &us dimensiones son . &u unidad en el &istema $nternacional es el m`sD. En la mec?nica ne7toniana, para un cuerpo con masa constante, la aceleracin del cuerpo es proporcional a la uerza que acta so"re 0l )segunda ley de ]e7ton+:
donde L es la uerza resultante que acta so"re el cuerpo, m es la masa del cuerpo, y a es la aceleracin. a relacin anterior es v?lida en cualquier sistema de reerencia inercial. a aceleracin es una magnitud vectorial que relaciona los cam"ios en la velocidad con el tiempo que tardan en producirse. 4n mvil est? acelerando mientras su velocidad cam"ia. En Lísica solemos distinguir am"os tipos de cam"ios con dos clases de aceleracin: tangencial y normal. a aceleracin tangencial para relacionar la variacin de la rapidez con el tiempo y la aceleracin normal )o centrípeta+ para relacionar los cam"ios de la direccin con el tiempo. ]ormalmente, cuando !a"lamos de aceleracin nos reerimos a la aceleracin tangencial y olvidamos que un cuerpo tam"i0n acelera al cam"iar su direccin, aunque su rapidez permanezca constante. Movimiento vertical Es un movimiento su;eto a la aceleracin gravitacional, solo que a!ora es la aceleracin la que se opone al movimiento inicial del o";eto. El tiro vertical comprende su"ida y "a;ada de los cuerpos u o";etos. /%M%/TEM$&T$/%&: ]unca la velocidad inicial es cero. • /uando el o";eto alcance su altura m?xima su velocidad en este punto es cero, mientras • el o";eto est? decuando su"idacomienza el signo de velocidad positivo la velocidad es cero en su altura m?xima, el la descenso el es signo de la yvelocidad es negativo. a velocidad de su"ida es igual a la de "a;ada pero el signo de la velocidad aldescender es negativo. !)M(*+& •
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##o-gt D D # #o-Dg! D !#ot-1`Dgt #inámica a din?mica es la parte de la ísica que descri"e la evolucin en el tiempo de un sistema ísico en relacin con las causas que provocan los cam"ios de estado ísico y`o estado de movimiento. El o";etivo de la din?mica es descri"ir los actores capaces de producir alteraciones de un sistema ísico, cuantifcarlos y plantear ecuaciones de movimiento o ecuaciones de evolucin para dic!o sistema de operacin. El estudio de la din?mica es prominente en los sistemas mec?nicos )cl?sicos, relativistas o cu?nticos+, pero tam"i0n en la termodin?mica y electrodin?mica. En este artículo se descri"en los aspectos principales de la din?mica en sistemas mec?nicos, y se reserva para otros artículos el estudio de la din?mica en sistemas no mec?nicos. % trav0s de los conceptos de desplazamiento, velocidad y aceleracin es posi"le descri"ir los movimientos de un cuerpo u o";eto sin considerar cmo !an sido producidos, disciplina que se conoce con el nom"re de cinem?tica. >or el contrario, la din?mica es la parte de la mec?nica que se ocupa del estudio del movimiento de los cuerpos sometidos a la accin de las uerzas. El c?lculo din?mico se "asa en el planteamiento de ecuaciones del movimiento y su integracin. >ara pro"lemas extremadamente sencillos se usan las ecuaciones de la mec?nica ne7toniana directamente auxiliados de las leyes de conservacin. a ecuacin esencial de la din?mica es la segunda ley de ]e7ton )o ley de ]e7ton-Euler+ Lma donde L es la resultante de las uerzas aplicadas, el m la masa y la a la aceleracin. er0a u0 es LuerzaP M.-&e entiende como uerza a cualquier accin o in=uencia que es capaz de modifcar el estado de movimiento de un cuerpo, es decir, de imprimirle una aceleracin a ese cuerpo. >.-u0 son uerzas de contactoP M.- as uerzas de contacto son ciertos tipos de uerzas que se presentan en los o";etos que interactan y que estan ísicamente en contacto )>or e;emplo: la uerza con que se empu;a un o";eto, la uerza de riccin, etc.+ >.-u0 son uerza de accin y de distanciaP M.-Este tipo de uerzas se caracterizan por presentarse en los o";etos no se encuentran ísicamente en contacto )E;emplos típicos de este tipo de uerzas son la uerza de atraccin gravitatoria y la uerza magn0tica, etc.+ >.-u0 es una interaccinP M.-Es la relacin existente entre dos cuerpos de un sistema en la cual el estado de velocidad de cada uno de estos cuerpos es determinado por la actividad del otro. >.-u0 es uerza de riccin o rozamientoP M.-Es la uerza que acta so"re un cuerpo de manera que impide o retarda el deslizamiento de 0ste respecto a otro en la superfcie que am"os tengan en contacto. >.-u0 es una uerza normalP M.-&i dos cuerpos est?n en contacto, de acuerdo al principio de accin y reaccin )]e7ton+, se e;ercen uerzas iguales en magnitud, pero en sentido contrario, so"re am"os cuerpos. Esta uerza de"idoen al contacto se encuentra contacto.se llama uerza normal y es siempre perpendicular a la superfcie que >.-u0 es una unidad de uerzaP M.-En el sistema internacional de medidas la unidad de uerza es el ]e7ton, en !onor al gran científco ingl0s &ir $saac ]e7ton. 4n ne7ton equivale a un 3g‹m`sD. >.-/mo se defne la unidad de uerzaP M.-El ne7ton se defne como la uerza que es necesaria para que una masa de un 3ilogramo pueda acelerar un metro por segundo cada vez que transcurre un segundo. &e acostum"ra denotar esta expresin a trav0s de las unidades de uerza: jg‹m`sD. *ees de "eton &e denomina eyes de ]e7ton a tres leyes concernientes al movimiento de los cuerpos. a ormulacin matem?tica ue pu"licada por $saac ]e7ton en 1OSR en su o"ra >!ilosop!iae ]aturalis >rincipia 'at!ematica. 4K *e de "eton o le de la inercia. 4n cuerpo permanecer? en un estado de reposo o de movimiento uniorme, a menos de que una uerza externa acte so"re 0l.
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a primera ley de ]e7ton, conocida tam"i0n como ey de inercia, nos dice que si so"re un cuerpo no acta ningn otro, este permanecer? indefnidamente movi0ndose en línea recta con velocidad constante )incluido el estado de reposo, que equivale a velocidad cero+. /omo sa"emos, el movimiento es relativo, es decir, depende de cu?l sea el o"servador que descri"a el movimiento. %sí, e;emplo, para un pasa;ero de un tren, el interventor viene caminando lentamente por el pasillo del tren, mientras que para alguien que ve pasar el tren desde el and0n de una estacin, el interventor se est? moviendo a una gran velocidad. &e necesita, por tanto, un sistema de reerencia al cual reerir el movimiento. a primera ley de ]e7ton sirve para defnir un tipo especial de sistemas de reerencia conocidos como &istemas de reerencia inerciales, que son aquellos sistemas de reerencia desde los que se o"serva que un cuerpo so"re el que no acta ninguna uerza neta se mueve con velocidad constante. En realidad, es imposi"le encontrar un sistema de reerencia inercial, puesto que siempre !ay algn tipo de uerzas actuando so"re los cuerpos, pero siempre es posi"le encontrar un sistema de reerencia en el que el pro"lema que estemos estudiando se pueda tratar como si estuvi0semos en un sistema inercial. En muc!os casos, por e;emplo, suponer a un o"servador f;o en la Tierra es una "uena aproximacin de sistema inercial. 5K *e de "eton. &iempre que una uerza acte so"re un cuerpo produce una aceleracin en la direccin de la uerza que es directamente proporcional a la uerza pero inversamente proporcional a la masa. a nos dice que para que un cuerpo altere su movimiento es necesario que exista algo que provoque dic!o cam"io. Ese algo es lo que conocemos como uerzas. Estas son el resultado de la accin de unos cuerpos so"re otros. a &egunda ley de ]e7ton se encarga deproporcional cuantifcar ela la concepto de uerza. ]os dicedic!o que la uerza neta aplicada so"re un cuerpo es aceleracin que adquiere cuerpo. a constante de proporcionalidad es la masa del cuerpo, de manera que podemos expresar la relacin de la siguiente manera: Lma Tanto la uerza como la aceleracin son magnitudes vectoriales, es decir, tienen, adem?s de un valor, una direccin y un sentido. 6e esta manera, la &egunda ley de ]e7ton de"e expresarse como: Lma a unidad de uerza en el &istema $nternacional es el ]e7ton y se representa por ]. 4n ]e7ton es la uerza que !ay que e;ercer so"re un cuerpo de un 3ilogramo de masa para que adquiera una aceleracin de 1 m`sD, o sea, 1 ] 1 jg ‹ 1 m`sD a expresin de&ilala&egunda ley de ]e7ton que !emos dado esque v?lida para cuerpos cuya masano sea constante. masa varia, como por e;emplo un co!ete va quemando com"usti"le, es v?lida la relacin L m ‹ a. #amos a generalizar la &egunda ley de ]e7ton para que incluya el caso de sistemas en los que pueda variar la masa. >ara ello primero vamos a defnir una magnitud ísica nueva. Esta magnitud ísica es la cantidad de movimiento que se representa por la letra p y que se defne como el producto de la masa de un cuerpo por su velocidad, es decir: pm‹v a cantidad de movimiento tam"i0n se conoce como momento lineal. Es una magnitud vectorial y, en el &istema $nternacional se mide en jg‹m`s . En t0rminos de esta nueva magnitud ísica, la &egunda ley de ]e7ton se expresa de la siguiente manera: a Luerza que acta so"re un cuerpo es igual a la variacin temporal de la cantidad de movimiento de dic!o cuerpo, es decir, L dp`dt 6e esta orma incluimos tam"i0n el caso de cuerpos cuya masa no sea constante. >ara el caso de que la masa sea constante, recordando la defnicin de cantidad de movimiento y que como se deriva un producto tenemos:
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L d)m‹v+`dt m‹dv`dt dm`dt ‹v /omo la masa es constante dm`dt G < recordando la defnicin de aceleracin, nos queda Lma 7K *e de "eton. % toda accin corresponde una reaccin en igual magnitud y direccin pero de sentido opuesto. Tal como comentamos en al principio de la &egunda ley de ]e7ton las uerzas son el resultado de la accin de unos cuerpos so"re otros. a tercera ley, tam"i0n conocida como >rincipio de accin y reaccin nos dice que si un cuerpo % e;erce una accin so"re otro cuerpo 8, 0ste realiza so"re % otra accin igual y de sentido contrario. Esto es algo que podemos compro"ar a diario en numerosas ocasiones. >or e;emplo, cuando queremos dar un salto !acia arri"a, empu;amos el suelo para impulsarnos. a reaccin del suelo es la que nos !ace saltar !acia arri"a. /uando estamos en una piscina y empu;amos a alguien, nosotros tam"i0n nos movemos en sentido contrario. Esto se de"e a la reaccin que la otra persona !ace so"re nosotros, aunque no !aga el intento de empu;arnos a nosotros. 5ay que destacar que, aunque los pares de accin y reaccin tenga el mismo valor y sentidos contrarios, no se anulan entre sí, puesto que actan so"re cuerpos distintos. Masa a masa, en ísica, es la cantidad de materia de un cuerpo.1 Es una propiedad intrínseca de los cuerpos que determina la medida de la masa inercial y de la masa gravitacional. a unidad utilizada para medir la masa en el &istema $nternacional de 4nidades es el 3ilogramo )3g+. Es una cantidad escalar y no de"e conundirse con el peso, que es una cantidad vectorial que representa una uerza. En cuanto a magnitud ísica, la nocin de masa surge a partir de la con=uencia de dos leyes: la ley de gravitacin universal y el segundo principio de ]e7ton. &egn la gravitacin universal, la atraccin entre dos cuerpos es proporcional al producto de dos constantes, denominadas masa gravitatoria, por lo que la masa gravitatoria es una propiedad de la materia en virtud de la cual dos cuerpos se atraen. >ara el segundo principio de ]e7ton, la uerza aplicada so"re un cuerpo es directamente proporcional a la aceleracin que sure. 6e acuerdo a la (rganizacin $nternacional de 'etrología egal, la masa convencional de un cuerpo es igual a la masa de un patrn de densidad igual a SGGG 3g`mF, que equili"ra en el aire a dic!o cuerpo en condiciones convencionalmente escogidas )temperatura del aire igual a DG k/ y densidad del aire igual a G,GG1D g`cmF+. Peso En ísica, el peso de un cuerpo se defne como un vector que tiene magnitud y direccin, que apunta aproximadamente !acia el centro de la Tierra. El vector >eso es la uerza con la cual un cuerpo acta so"re un punto de apoyo, a causa de la atraccin de este cuerpo por la uerza de la gravedad. a situacin m?s corriente, es la del peso de los cuerpos en las proximidades de la superfcie de un planeta como la Tierra, o de un sat0lite. El peso de un cuerpo depende de la intensidad del campo gravitatorio y de la masa del cuerpo. En el &istema $nternacional de 'agnitudes se esta"lece que el peso, cuando el sistema de reerencia es la Tierra, comprende no solo la uerza gravitatoria local, sino tam"i0n la uerza centríuga local de"ida a la rotacin por el contrario, el empu;e atmos0rico no se incluye.1 En las proximidades de la Tierra, todos los o";etos materiales son atraídos por el campo gravitatorio terrestre, estando sometidos a una uerza )peso en el caso de que est0n so"re un punto de apoyo+ que les imprime un movimiento acelerado, a menos que otras uerzas acten so"re el cuerpo. #iagrama de fer0as 4n diagrama de cerpo lire o diagrama de cerpo aislado de"e mostrar todas las uerzas externas que actan so"re el cuerpo. Es undamental que el diagrama de cuerpo li"re est0 correcto antes de aplicar la &egnda le de "eton, Lext ma
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En estos diagramas, se escoge un o";eto o cuerpo y se aisla, reemplazando las cuerdas, superfcies u otros elementos por uerzas representadas por =ec!as que indican sus respectivas direcciones. >or supuesto, tam"i0n de"e representarse la fer0a de gravedad las fer0as de friccion. &i intervienen varios cuerpos, se !ace un diagrama de cada uno de ellos, por separado. % continuacin se muestra algunos sistemas )izquierda+ y los correspondientes diagramas de cuerpo aislado )derec!a+. L) T+ representa la uerza trasmitida por la cuerda ] la normal mg el peso y la uerza de roce o de riccin.
*e de gravitación niversal a ley de ravitacin 4niversal es una ley cl?sica de la gravitacin presentada por $saac ]e7ton en su li"ro pu"licado en 1OSR, >!ilosop!iae ]aturalis >rincipia 'at!ematica, que esta"lece una relacin cuantitativa para la uerza de atraccin entre dos o";etos con masa. ]e7ton descu"ri que la gravedad es universal, los cuerpos se atraen en la que slo intervienen masa y distancia. a ley de gravitacin universal de ]e7ton dice que un o";eto atrae a los dem?s con una uerza que es directamente proporcional a las masas. a gravedad se e;erce entre dos o";etos y depende de la distancia que separa sus centros de masa. O. /onstante de la gravitacin universal ) g + a proporcionalidad de esta ley, podemos expresarla con una ecuacin El valor de nos dice que la uerza de gravedad es una uerza muy d0"il, la uerza entre un individuo y la Tierra, se puede medir )peso+ , pero tam"i0n, depende de la distancia respecto al centro de la Tierra. /uanto m?s le;os de la Tierra es menor el peso, por ser menor la gravedad. ravedad y distancia. : ey del inverso del cuadrado &e da en casos en que el eecto de una uente localizada se extiende de manera uniorme por todo el espacio, la luz, radiacin, el sonido, etc., /uando una cantidad varía como el inverso del cuadrado de la distancia, a su srcen , decimos que se por unaen ley inverso * cuanto la distancia a la de un o";eto ,que serige encuentra el del centro de lacuadrado tierra ,menor ser? mayor su pesosea , por tener poca gravedad *. &i un cuerpo pesa 1 ] , en la superfcie terrestre , el peso ser? de G,D@ cuando se ale;a dos veces m?s de la Tierra, porque la intensidad de la gravedad se reduce a un cuarto del valor que tiene en la superfcie, cuando se ale;a tres veces pesa slo un noveno de su peso en la superfcie.
OO
ravitacin 4niversal a tierra se !a atraído a sí misma antes de solidifcarse ) por ello su orma redonda+ y tam"i0n, los eectos de la rotacin !acen que los cuerpos sean un poco m?s anc!os por el Ecuador. os planetas y el &ol tiran unos de otros, !aciendo que giren y algunos se desvíen de sus r"itas normales, esta desviacin se conoce como pertur"acin. )p.e;. uranio, ]eptuno+. as pertur"aciones de las estrellas do"les y las ormas de las galaxias remotas, son prue"a de que la ley de gravitacin es v?lida, m?s all? del sistema solar. % distancias mayores, la gravitacin determina el destino de todo el 4niverso. a TE(M$% actual m?s aceptada del srcen el 4niverso, dice que se orm a partir de una "ola de uego !ace quince a veinte mil millones de aos ) "ig "ang+ . a explosin puede continuar para siempre o puede detenerse, de"ido al eecto de gravitacin de toda la masa. El universo puede contraerse para volver a convertirse en una unidad, esto sería la gran implosin ) "ig crunc!+ y despu0s, volver a explotar , ormando un nuevo 4niverso, )no sa"emos si la explosin del 4niverso es cíclica o indefnida+ . as teorías que !an aectado la ciencia y la civilizacin son pocas, como la teoría de la gravedad de ]e7ton. as ideas de ]e7ton dieron comienzo a la edad de la razn o ciclo de las luces. Lormulaciones de reglas como L permitieron que otros enmenos del mundo pudiesen ser descritos por leyes simples. Cantidad de movimiento a cantidad de movimiento, momento lineal, ímpet o momntm es una magnitud vectorial, que en mec?nica cl?sica se defne como el producto de la masa del cuerpo y su velocidad en un instante determinado. En cuanto al nom"re, alileo alilei en su 6iscursos so"re dos nuevas ciencias usa el t0rmino italiano impeto, mientras que $saac ]e7ton usa en >rincipia 'at!ematica el t0rmino latino motus1 )movimiento+ y vis )uerza+. 'om0ntum es una pala"ra directamente tomada del latín mŒmentum, derivado del ver"o mvŽre _mover_. El momento lineal se mide en el &istema $nternacional de 4nidades en 3g‹m`s. En 'ec?nica /l?sica la orma m?s usual de introducir la cantidad de movimiento es mediante una defnicin como el producto de la masa )3g+ de un cuerpo material por su velocidad )m`s+, para luego analizar su relacin con la ley de ]e7ton a trav0s del teorema del impulso y la variacin de la manera cantidadde de!acerlo movimiento. ]o o"stante, despu0s delpara desarrollo la Lísica 'oderna, esta no result la m?s conveniente a"ordardeesta magnitud undamental. El deecto principal es que esta orma esconde el concepto in!erente a la magnitud, que resulta ser una propiedad de cualquier ente ísico con o sin masa, necesaria para descri"ir las interacciones. os modelos actuales consideran que no slo los cuerpos m?sicos poseen cantidad de movimiento, tam"i0n resulta ser un atri"uto de los campos y los otones. a cantidad de movimiento o"edece a una ley de conservacin, lo cual signifca que la cantidad de movimiento total de todo sistema cerrado )o sea uno que no es aectado por uerzas exteriores, y cuyas uerzas internas no son disipadoras+ no puede ser cam"iada y permanece constante en el tiempo. En el enoque geom0trico de la mec?nica relativista la defnicin es algo dierente. %dem?s, el concepto de momento lineal puede defnirse para entidades ísicas como los otones o los campos electromagn0ticos, que carecen de masa en reposo. ]o se de"e conundir el concepto de momento lineal con otro concepto "?sico de la mec?nica ne7toniana, denominado momento angular, que es una magnitud dierente. Linalmente, defne el impulso porde una partícula o un cuerpo como la variacin de la cantidad de se movimiento durante reci"ido un período tiempo dado:
siendo p la cantidad de movimiento al fnal del intervalo y pG al inicio del intervalo. %nergía a energía es una propiedad asociada a los o";etos y sustancias y se manifesta en las transormaciones que ocurren en la naturaleza. a energía se manifesta en los cam"ios ísicos, por e;emplo, al elevar un o";eto, transportarlo, deormarlo o calentarlo. a energía est? presente tam"i0n en los cam"ios químicos, como al quemar un trozo de madera o en la descomposicin de agua mediante la corriente el0ctrica. %nergía cintica a energía cin0tica de un cuerpo es una energía que surge en el enmeno del movimiento. Est? defnida como el tra"a;o necesario para acelerar un cuerpo de una masa dada desde su posicin de equili"rio !asta una velocidad dada. 4na vez conseguida esta energía durante la aceleracin,
OR
el cuerpo mantiene su energía cin0tica sin importar el cam"io de la rapidez. 4n tra"a;o negativo de la misma magnitud podría requerirse para que el cuerpo regrese a su estado de equili"rio. %nergía cintica de na partícla En mecánica clásica, la energía cin0tica de un o";eto puntual )un cuerpo tan pequeo que su dimensin puede ser ignorada+, o en un slido rígido que no rote, est? dada en la ecuacin donde m es la masa y v es la rapidez )o velocidad+ del cuerpo. En mec?nica cl?sica la energía cin0tica se puede calcular a partir de la ecuacin del tra"a;o y la expresin de una uerza L dada por la segunda ley de ]e7ton:
a energía cin0tica se incrementa con el cuadrado de la rapidez. %sí la energía cin0tica es una medida dependiente del sistema de reerencia. a energía cin0tica de un o";eto est? tam"i0n relacionada con su momento lineal:
%nergía potencial gravitatoria a energía potencial es aquella que tiene un cuerpo de"ido a su posicin en un determinado momento. >or e;emplo un cuerpo que se encuentra a una cierta altura puede caer y provocar un tra"a;o o un resorte comprimido o estirado puede mover un cuerpo tam"i0n produciendo tra"a;o. a energía potencial la consideramos como la suma de las energías potencial gravitatoria y potencial el?stica, por lo tanto: Ep Epg Epe Energía potencial gravitatoria )Epg+ Es la que tienen los cuerpos de"ido a la gravedad de la tierra. &e calcula multiplicando el peso por la altura. &e suele considerar que a una altura cero la Epg es cero, por lo tanto se calcula como: Epg > ! Epg m g ! > ! m g Epg
>eso %ltura 'asa %celeracin de la gravedad Energía potencial gravitatoria
Colisiones elásticas C*+&$$C+C$=" #% *+& C!*$&$!"%& as colisiones se clasifcan en: El?sticas: cuando se conserva la energía cin0tica total. $nel?sticas: cuando parte de la energía cin0tica total se transorma en energía no recupera"le )calor, deormacin, sonido, etc.+. >erectamente inel?sticas: cuando los o";etos permanecen ;untos despu0s de la colisin. v1 vD C!*$&$!"%& %*<&T$C+& En colisiones el?sticas se conserva el momento y la energía total. Entonces se tiene que:
y
OS
Es ?cil mostrar, a partir de lo anterior, que:
&i denotamos por u la velocidad relativa de los o";etos, entonces:
En una colisin el?stica la velocidad relativa de los cuerpos en colisin cam"ia de signo, pero su magnitud permanece inalterada. Es ?cil mostrar que las velocidades fnales de los dos o";etos son:
&i vDi G, entonces:
&i m1 mD, entonces v1 G y vD v1 &i m1 C mD, entonces v1 v1i y vD vDi &i m1B mD, entonces v1 - v1i y vD )Dm1` mD+ vDi
Principios de conservación la cantidad de movimiento /onsideraremos un sistema dede partículas ormado por m 1 , mD , ...mi interaccionando entre sí y con el exterior. &uponiendo un sistema so"re el cual la suma de las uerzas exteriores sea cero )ya sea porque no interacciona con el exterior o porque la suma de esas interacciones sea cero+, en dic!o sistema de"e mantenerse constante la cantidad de movimiento del mismo ya que:
&i
y
esto implica que
Este principio esta"lece tres condiciones para el movimiento del sistema que son las que corresponden a la constancia de la cantidad de movimiento del sistema a lo largo de los e;es x, y , z.
F - >rincipio de conservacin del momento angular ) o cin0tico+. /onsiderando el sistema de partículas ormado por m1, mD , ...mi interaccionando entre ellas y con el exterior , si la suma de
OQ
los momentos de las uerzas exteriores so"re el sistema es cero , el momento cin0tico o angular de dic!o sistema permanecer? constante con el tiempo.
/omo
si
entonces
&i consideramos un sistema so"re el que sí acta un momento resultante de las uerzas exteriores, la ecuacin undamental de la din?mica de la rotacin se plantea como :
&i nuestro HsistemaI es un slido rígido que est0 ligado a un e;e, podremos sustituir con lo que la ecuacin undamental de la din?mica de la rotacin aplicada a un slido ser? : siendo $ el momento de inercia del slido con respecto al e;e considerado . Principio de conservación de la energía En el enunciado del principio de conservacin de la energía es de capital importancia delimitar el sistema y clasifcar las uerzas como exteriores o interiores así como considerar si realizan o no tra"a;o cuando el sistema evoluciona. Tam"i0n es importante clasifcar las uerzas en conservativas y disipativas. El enunciado del principio de conservacin ser? : H En un sistema so"re el que no se realiza tra"a;o exterior alguno, la energía mec?nica del mismo de"e permanecer constante H. &i
ext G
&i en el sistema anterior !ay uerzas interiores no conservativas como las uerzas de rozamiento cuyo tra"a;o supone una disipacin de la energía mec?nica del sistema , el principio anterior tendremos que escri"irlo así : &i
ext G
>or ltimo, si so"re el sistema se realiza tra"a;o exterior, el principio de conservacin lo escri"iremos de la siguiente orma .
( lo que es lo mismo:
Termodinámica a termodin?mica )del griego ‚Z[\o-, termo, que signiica *calor*1 y €ƒVU\•}, dínamis, que signifca *uerza*+D es la rama de la ísica que descri"e los estados de equili"rio a nivel macroscpico.F /onstituye una teoría enomenolgica, a partir de razonamientos deductivos, que estudia sistemas reales, sin modelizar y sigue un m0todo experimental. os estados de equili"rio son estudiados y defnidos por medio de magnitudes extensivas tales como la energía interna, la entropía el volumen o la composicin molar del sistema,@ o por medio de magnitudes no-extensivas derivadas de las anteriores como la temperatura, presin y el potencial químico otras magnitudes tales como la imanacin, la uerza electromotriz y las asociadas con la mec?nica de los medios continuos en general tam"i0n pueden ser tratadas por medio de la Termodin?mica. Es importante recalcar que la Termodin?mica orece un aparato ormal aplica"le nicamente a estados de equili"rio,O defnidos como aqu0l estado !acia *el que todo sistema tiende a evolucionar y caracterizado porque en el mismo todas las propiedades del sistema quedan determinadas por actores intrínsecos y no por in=uencias externas previamente aplicadas*.R Tales estados terminales de equili"rio son, por defnicin, independientes del tiempo, y todo el aparato ormal de la Termodin?mica --todas las leyes y varia"les termodin?micas--, se defnen de tal modo que podría decirse que un sistema est? en equili"rio si sus propiedades pueden se descritas consistentemente empleando la teoría termodin?mica.S os estados de equili"rio son necesariamente co!erentes con los contornos del sistema y las restricciones a las que est0 sometido. >or medio de los cam"ios producidos en estas restricciones )esto es, al retirar limitaciones tales como impedir la expansin del volumen del sistema, impedir el =u;o de calor, etc+, el sistema tender? a evolucionar de un estado de equili"rio a otroQ comparando am"os estados de equili"rio, la Termodin?mica permite estudiar los procesos de intercam"io de masa y energía t0rmica entre sistemas t0rmicos dierentes. >ara tener un mayor mane;o se especifca
RG
que calor signifca *energía en tr?nsito* y din?mica se refere al *movimiento*, por lo que, en esencia, la termodin?mica estudia la circulacin de la energía y cmo la energía inunde movimiento. 5istricamente, la termodin?mica se desarroll a partir de la necesidad de aumentar la efciencia de las primeras m?quinas de vapor. Calor El calor es la transerencia de energía entre dierentes cuerpos o dierentes zonas de un mismo cuerpo que se encuentran a distintas temperaturas. Este =u;o siempre ocurre desde el cuerpo de mayor temperatura !acia el cuerpo de menor temperatura, ocurriendo la transerencia de calor !asta que am"os cuerpos se encuentren en equili"rio t0rmico. a energía puede ser transerida por dierentes mecanismos, entre los que ca"e resear la radiacin, la conduccin y la conveccin, aunque en la mayoría de los procesos reales todos se encuentran presentes en mayor o menor grado. a energía que puede intercam"iar un cuerpo con su entorno depende del tipo de transormacin que se eecte so"re ese cuerpo y por tanto depende del camino. os cuerpos no tienen calor, sino energía interna. El calor es parte de dic!a energía interna )energía calorífca+ transerida de un sistema a otro, lo que sucede con la condicin de que est0n a dierente temperatura. /omo parte de una introduccin a la transerencia de calor ponemos el cl?sico e;emplo donde gracias a la experiencia sa"emos que una "e"ida enlatada ría de;ada en una !a"itacin se enti"ia y una "e"ida enlatada ti"ia que se de;a en un rerigerador se enría. Todo esto gracias a la transerencia de energía del medio caliente !acia el río. Esta transerencia de energía siempre se produce del medio que tiene la temperatura m?s elevada !acia el de temperatura m?s "a;a y esa transerencia se detiene cuando am"os alcanzan la misma temperatura. a energía existe en varias ormas. En este caso nos enocamos en el calor, que es la orma de la energía que se puede transerir de un sistema a otro como resultado de la dierencia de temperatura. Propagación del calor El calor se propaga por conductividad, conveccin y radiacin. ‹ /onductividad es la propagacin mol0cula a mol0cula. &e produce en los slidos. &egn la mayor o menor conductividad, se distinguen cuerpos "uenos y malos conductores de calor. /onveccin es el desplazamiento de la materia por el calor. &e produce en los =uidos, y es consecuencia de la expansin de sus mol0culas dotadas de gran movilidad por la accin del calor. ‹ Madiacin es la propagacin por ondas. Tiene la misma naturaleza que los dem?s enmenos ondulatorios )luz, sonido, etc.+, aunque las ondas son de distinta longitud. ‹ /uando los cuerpos reci"en el calor, lo a"sor"en, lo re=e;an o lo de;an pasar a su trav0s el calor que a"sor"en eleva su temperatura. 6e;an pasar ?cilmente el calor los cuerpos llamados diat0rmanos. a re=exin o a"sorcin del calor depende de la superfcie, color del cuerpo. Conceptos fndamentales de matemáticas "Fmeros reales 4n nmero es la expresin de una cantidad con relacin a su unidad. El t0rmino proviene del latín numrus y !ace reerencia a un signo o un con;unto de signos. a teoría de los nmeros agrupa a estos signos en distintos grupos. os nmeros naturales, por e;emplo, incluyen al uno )1+, dos )D+, tres )F+, cuatro )+, cinco )@+, seis )O+, siete )R+, oc!o )S+, nueve )Q+ y, por lo general, al cero )G+. El concepto de nmeros reales surgi a partir de la utilizacin de racciones comunes por parte de los egipcios, cerca del ao 1.GGG a./. El desarrollo de la nocin continu con los aportes de los griegos, que proclamaron la existencia de los nmeros irracionales. os nmeros reales son los que pueden ser expresados por un nmero entero )F, DS, 1@OS+ o decimal ),DS DSQ,O FQQS@,OR1+. Esto quiere decir que a"arcan a los nmeros racionales )que pueden representarse como el cociente de dos enteros con denominador distinto a cero+ y los nmeros irracionales )los que no pueden ser expresados como una raccin de nmeros enteros con denominador dierente a cero+. (tra clasifcacin de los nmeros reales puede realizarse entre nmeros alge"raicos )un tipo de nmero comple;o+ y nmeros trascendentes )un tipo de nmero irracional+. Es importante tener en cuenta que los nmeros reales permiten completar cualquier tipo de operacin "?sica con dos excepciones: las raíces de orden par de los nmeros negativos no son nmeros reales )aquí aparece la nocin de nmero comple;o+ y no existe la divisin entre cero )no es posi"le dividir algo entre nada+. Cominación de operaciones con fracciones &uma y resta de racciones /on el mismo denominador &e suman o se restan los numeradores y se mantiene el denominador.
R1
/on distinto denominador 1. &e reducen los denominadores a comn denominador: 1k &e determina el denominador comn, que ser? el mínimo comn mltiplo de los denominadores. Dk Este denominador, comn, se divide por cada uno de los denominadores, multiplic?ndose el cociente o"tenido por el numerador correspondiente. D. &e suman o se restan los numeradores de las racciones equivalentes o"tenidas.
m.c.m.), O+ 1D
'ultiplicacin de racciones El producto de dos racciones es otra raccin que tiene: >or numerador el producto de los numeradores. >or denominador el producto de los denominadores.
6ivisin de racciones El cociente de dos racciones es otra raccin que tiene: >or numerador el producto de los extremos. >or denominador el producto de los medios.
.
. E;ercicios de operaciones con racciones 4na ca;a contiene OG "om"ones. Eva se comi 1`@ de los "om"ones y %na 1`D.
RD
1 /u?ntos "om"ones se comieron Eva, y %naP
Du0 raccin de "om"ones se comieron entre las dos
4n padre reparte entre sus !i;os 1SGG . %l mayor le da `Q de esa cantidad, al mediano 1`F y al menor el resto. u0 cantidad reci"i cada unoP u0 raccin del dinero reci"i el terceroP
4na amilia !a consumido en un día de verano: 6os "otellas de litro y medio de agua. "otes de 1`F de litro de zumo. @ limonadas de 1` de litro. /u?ntos litros de líquido !an "e"idoP Expresa el resultado con un nmero mixto.
/alcula las siguientes operaciones con racciones:
1
D
RF
F
Eecta las divisiones de racciones:
1
D
F
Mealiza las operaciones con racciones:
1
D
Eecta las operaciones con racciones:
R
/onversin de racciones decimales Para convertir n #ecimal a na racción sige estos pasos/ >aso 1: Escri"e el decimal dividido por 1. >aso D: 'ultiplica los nmeros de arri"a y a"a;o por 1G una vez por cada nmero luego de la coma. )>or e;emplo, si !ay dos nmeros luego del decimal, multiplícalos por 1GG, si !ay tres usa el 1GGG, etc.+ >aso F: &implifca )reduce+ la raccin E;emplo 1: Expresar G.R@ como raccin >aso 1: Escri"e: G.R@ 1 >aso D: 'ultiplica el nmero de a"a;o y el de arri"a por 1GG )porque !ay D dígitos luego de la coma+: ‘ 1GG
G.R@ 1
R@ 1GG
‘ 1GG )#es como el nmero de arri"a se convierte en un enteroP+ >aso F: &implifca la raccin: ’ D@ R@
F
1GG
’ D@ )espesta L 7J8 ]ota: “R@`1GG se llama una fracción decimal y F` es llamada una fracción comFn ” E;emplo D: Expresa G.OD@ como una raccin >aso 1: escri"e: G.OD@ 1 >aso D: multiplica el nmero de arri"a y el de a"a;o por 1.GGG )!a"ía F dígitos luego de la coma así que es 1G‘1G‘1G1.GGG+ OD@ 1,GGG >aso F: simplifca la raccin )me llev dos pasos aquí+: D@ ’ OD@
@ ’
D@
@
R@
1.GGG
G D@ ’
S @ ’
)espesta L 3J: E;emplo F: Expresa G.FFF como raccin >aso 1: Escri"e a"a;o: G.FFF 1 >aso D: 'ultiplica el nmero de arri"a y el de a"a;o por 1GGG )!a"ía tres dígitos luego de la coma así que es 1G‘1G‘1G1GGG+ FFF 1,GGG &tep F: &implifca la Lraccin: "o se pede simpli?carN )espesta L 777J4OOO >ero una ]ota Especial: &i en realidad quieres expresar G.FFF... )en otras pala"ras los F repiti0ndose para siempre lo que se llama F peridico+ entonces necesitas seguir un argumento especial. En este caso escri"imos: G.FFF... 1 < entonces '4T$>$/%'(& am"os lados por F: ‘F G.FFF...
G.QQQ...
1
F
‘F < G.QQQ... 1 )Es asíP - ver la discusin so"re Q >eridico si est?s m?s interesado+, así que: )espesta L 4J7 )a0ones proporciones En matem?ticas, una razn es una relacin entre dos magnitudes seme;antes )es decir, o";etos, personas, estudiantes, cuc!aradas, unidades id0nticas de cualquier dimensin+, generalmente se expresa como *a es a "* o a:", a veces se expresa aritm0ticamente como un cociente adimensional de los dos, que indica de manera explícita las veces que el primer nmero contiene el segundo. a ra0ón geomtrica es la comparacin de dos cantidades por su cociente, donde se ve cu?ntas veces contiene una a la otra. Es necesario que las magnitudes a comparar tengan las misma unidades de medida. E;emplo: 1S entre O es igual a F )1S tiene tres veces seis+ su razn geom0trica es F. a razn se puede escri"ir de F ormas: E;emplo: • • •
%. @G so"re RG 8. @G es a RG /. @G:RG
RO
El numerador de la razn se llama antecedente y al denominador se le conoce como consecuente. En el caso del e;emplo anterior, el antecedente es @G y el consecuente es RG. Mazn aritm0tica a ra0ón aritmtica de dos cantidades es la dierencia )o resta+ de dic!as cantidades. a razn aritm0tica se puede escri"ir colocando entre las dos cantidades el signo . o "ien con el signo -. %sí, la razn aritm0tica de O a se escri"e: O. O-.
El primer t0rmino de una razn aritm0tica reci"e el nom"re de antecedente y el segundo el de consecente. %sí en la razn O-, el antecedente es O y el consecuente . Toda razn se puede expresar como una raccin y eventualmente como un decimal. Propiedades de las ra0ones +ritmticas /omo la razn aritm0tica de dos cantidades no es m?s que la resta indicada de dic!as cantidades, las propiedades de las razones aritm0ticas ser?n las propiedades de toda suma o resta. Primera propiedad &i al antecedente se le suma o resta una cantidad la razn aritm0tica queda aumentada o disminuida dic!a cantidad. •
•
Primer caso @con la sma &ea la razn aritm0tica R a @ es igual a D:
&i le sumamos al antecedente el nmero )aclaramos que puede ser cualquier nmero+ entonces tendríamos )R+-@ O. /omo se o"serva la respuesta de la razn aritm0tica srcinal )R-@5+, despu0s de sumarle al antecedente ))R+-@ 9+ la respuesta queda aumentada en dic!a cantidad. &egndo caso @con la resta &ea la razn aritm0tica 1S a F es igual a 1@:
&i le restamos al antecedente el nmero D )aclaramos que puede ser cualquier nmero+ entonces tendríamos )1S-D+-F 1F. /omo se o"serva la respuesta de la razn aritm0tica srcinal )1SF43+, despu0s de restarle D al antecedente ))1S-D+-F 47+ la respuesta queda disminuida en dic!a cantidad. &egnda propiedad &i al consecuente de una razn aritm0tica se suma o se resta una cantidad cualquiera, la razn queda disminuida en el primer caso y aumentada en el segundo en la cantidad de veces que indica dic!o nmero. •
•
Primer caso @smando na cantidad calqiera al consecente &ea la razn aritm0tica @ a 1F es igual a FD: &i le sumamos al consecuente el nmero R )aclaramos que puede ser cualquier nmero+ entonces tendríamos @-)1FR+53. /omo se o"serva la respuesta de la razn aritm0tica srcinal )@-1F 75+, despu0s de sumarle R al consecuente @-)1FR+53+ la respuesta queda disminuida en dic!a cantidad es decir de FD paso a ser D@. &egndo caso @restando na cantidad calqiera al consecente &ea la razn aritm0tica FO a 1D es igual a D: &i le restamos al consecuente el nmero F )aclaramos que puede ser cualquier nmero+ entonces tendríamos FO-)1D-F+ 5;. /omo se o"serva la respuesta de la razn aritm0tica srcinal )FO-1D 58+, despu0s de restarle F al consecuente )FO-)1D-F+ 5;+ la respuesta queda aumentada en dic!a cantidad es decir de D paso a ser DR. )egla de tres simple, directa o inversa a regla de tres es una orma de resolucin de pro"lemas de proporcionalidad entre tres o m?s valores conocidos y una incgnita. En ella se esta"lece una relacin de linealidad )proporcionalidad+ entre los valores involucrados. a regla la deregla tres m?s conocida la regla deregla tres simple si "ien resulta muy pr?ctico conocer de tres simplees inversa y la de tres directa, compuesta, pues son de sencillo mane;o y pueden utilizarse para la resolucin de pro"lemas cotidianos de manera eectiva.
RR
En la regla de tres simple, se esta"lece la relacin de proporcionalidad entre dos valores conocidos + y B, y conociendo un tercer valor , calculamos un cuarto valor D,
a relacin de proporcionalidad puede ser directa o inversa, ser? directa cuando a un mayor valor de + !a"la un mayor valor de B, y ser? inversa, cuando se d0 que, a un mayor valor de + corresponda un menor valor de B, veamos cada uno de esos casos. )egla de tres simple directa a
regla de tres simple directa se undamenta en una relacin de proporcionalidad, la regla de tres esta"lece una relacin de proporcionalidad, por lo que r?pidamente se o"serva que:
6onde Q es la constante de proporcionalidad, para que esta proporcionalidad se cumpla tenemos que a un aumento de + le corresponde un aumento de B en la misma proporcin. ue podemos representar:
y diremos que: + es a B directamente, como es a D, siendo D igual al producto de B por dividido entre +. $maginemos que se nos plantea lo siguiente:
&i necesito S litros de pintura para pintar D !a"itaciones, cu?ntos litros necesito para pintar @ !a"itacionesP
Este pro"lema se interpreta de la siguiente manera: la relacin es directa, dado que, a mayor nmero de !a"itaciones !ar? alta m?s pintura, y lo representamos así:
Prodctos notales factori0ación >roductos nota"les es el nom"re que reci"en aquellas multiplicaciones con expresiones alge"raicas cuyo resultado puede ser escrito por simple inspeccin, sin verifcar la multiplicacin que cumplen ciertas reglas f;as. &u aplicacin simplifca y sistematiza la resolucin de muc!as multiplicaciones !a"ituales. /ada producto nota"le corresponde a una rmula de actorizacin. >or e;emplo, la actorizacin de una dierencia de cuadrados perectos es un producto de dos "inomios con;ugados y recíprocamente. Lactor comn
Mepresentacin gr?fca de la regla de actor comn El resultado de multiplicar un "inomio a" con un t0rmino c se o"tiene aplicando la propiedad distri"utiva:
Esta operacin tiene una interpretacin geom0trica ilustrada en la fgura. El ?rea del rect?ngulo es )el producto de la "ase por la altura+, que tam"i0n puede o"tenerse como la suma de las dos ?reas coloreadas )ca+ y )c"+. E;emplo
RS
8inomio al cuadrado o cuadrado de un "inomio
$lustracin gr?fca del "inomio al cuadrado. >ara elevar un "inomio al cuadrado )es decir, multiplicarlo por sí mismo+, se suman los cuadrados de cada t0rmino con el do"le del producto de ellos. Es decir:
un trinomio de la orma:
, se conoce como trinomio cuadrado perecto.
/uando el segundo t0rmino es negativo, la ecuacin que se o"tiene es:
En am"os casos el tercer t0rmino tiene siempre signo positivo. E;emplo
simplifcando:
%l cadrado de n inomio a expresin
es un "inomio. %l elevarlo al cuadrado resulta:
y cuando se trata de una dierencia:
>or lo que podríamos escri"ir am"as expresiones en una sola de la siguiente manera:
sta ltima expresin se utiliza con muc!a recuencia para actorizar un polinomio. ]oten que actorizar la expresin
es el proceso inverso a desarrollar la expresin
*a factori0ación de n trinomio c adrado perfecto a expresin
es un "inomio. %l elevarlo al cuadrado resulta:
y cuando se trata de una dierencia:
>or lo que podríamos escri"ir am"as expresiones en una sola de la siguiente manera:
sta ltima expresin se utiliza con muc!a recuencia para actorizar un polinomio. ]oten que actorizar la expresin
es el proceso inverso a desarrollar la expresin
%Aponentes a potenciación es una expresin matem?tica que incluye dos t0rminos denominados: "ase a y exponente n. &e escri"e an, y se lee: Ba elevado a nC. &u defnicin varía segn el con;unto num0rico al que pertenezca el exponente: •
/uando el exponente es un nmero natural, equivale a multiplicar un nmero por sí mismo varias veces: el exponente determina la cantidad de veces.
RQ
>or e;emplo: •
.
cuando el exponente es un nmero entero negativo, equivale a la raccin inversa de la "ase pero con exponente positivo.
cuando el exponente es una raccin irreduci"le n`m, equivale a una raíz:
•
/ualquier nmero elevado a G equivale a 1, excepto el caso particular de GG que, en principio, no est? defnido )ver cero+. a defnicin de potenciacin puede extenderse a exponentes reales, comple;os o incluso matriciales. %Aponentes enteros Exponentes enteros En general, para cualquier nmero real x y para cualquier entero positivo n, el sím"olo xn, que se lee como Hx a la en0sima potenciaI, representa el producto de n actores de x.
⋅ ⋅ ⋅
⋅ =
x x x . . . n
x
x
n
factores
%sí, en la expresin xn, n se denomina exponente potencia de x y x se denomina "ase. >or e;emplo, 2
5
a
= 2 ⋅ 2 ⋅ 2 ⋅ 2 ⋅ 2 = 32
3
a
a
a
y = ⋅ ⋅ Tam"i0n para cualquier entero positivo n, defnimos a
−
1
n =
n
a≠G % continuacin se muestran unos e;emplos, a
3
−
1
4 =
3
−3
4
− 1 = 1 = 3 − 1 3 3
1 =
1 1 27
81
= 27
*ees de eAponentes
%quí est?n las leyes )las explicaciones est?n despu0s+: *e x1 x xG 1 x-1 1`x xmxn xmn xm`xn xm-n )xm+n xmn )xy+n xnyn )x`y+n xn`yn x-n 1`xn
%6emplo O1 O RG 1 -1 1` xDxF xDF x@ x`xD x-D xD )xD+F xD‘F xO )xy+F xFyF )x`y+D xD ` yD x-F 1`xF
Explicaciones de las leyes %6emplo/ potencias de 3 ...etc... 35 4R3R3 34 4R3 3O 4 3-4 4S3 3-5 4S3S3 ...etc...
D@ @ 1 G.D G.G
as tres primeras leyes )x1 x, xG 1 y x-1 1`x+ son slo parte de la sucesin natural de exponentes. 'ira este e;emplo:
SG
ver?s que los exponentes positivos, cero y negativos son en realidad parte de un mismo patrn, es decir @ veces m?s grande )o pequeo+ cuando el exponente crece )o disminuye+. a ley que dice que xmxn xmn En xmxn, cu?ntas veces multiplicas *x*P Respuesta: primero *m* veces, despu0sotras *n* veces, en total *mn* veces. %6emplo/ A5A7 L @AA R @AAA L AAAAA L A3 %sí que xDxF x)DF+ x@ m
n
m-n
a ley que dice que x `x x /omo en el e;emplo anterior, cu?ntas veces multiplicas *x*P Mespuesta: *m* veces, despu0s redce eso *n* veces )porque est?s dividiendo+, en total *m-n* veces. %6emplo/ A8-5 L A8JA5 L @AAAA J @AA L AA L A5 )Mecuerda que x`x 1, así que cada vez que !ay una x *so"re la línea* y una *"a;o la línea* puedes cancelarlas.+ Esta ley tam"i0n te muestra por qu0 AOL4 : %6emplo/ A5JA5 L A5-5 L AO L4 a ley que dice que )xm+n xmn >rimero multiplicas x *m* veces. 6espu0s tienes que 1acer eso n veces, en total m‘n veces. %6emplo/ @A78 L @AAA8 L @AAA@AAA@AAA@AAA L AAAAAAAAAAAA L A 45 %sí que )xF+ xF‘ x1D a ley que dice que )xy+n xnyn >ara ver cmo unciona, slo piensa en ordenar las *x*s y las *y*s como en este e;emplo: %6emplo/ @A7 L @A@A@A L AAA L AAA L @AAA@ L A 77 a ley que dice que )x`y+n xn`yn >arecido al e;emplo anterior, slo ordena las *x*s y las *y*s %6emplo/ @AJ7 L @AJ@AJ@AJ L @AAAJ@ L A 7J7 a ley que dice que >ara entenderlo, slo recuerda de las racciones que n`m n ‘ )1`m+: %6emplo/ < eso es todo Si te cuesta recordar todas las leyes, acuérdate de esto:
siempre puedes calcular todo si entiendes las tres ideas de la parte de arri"a de esta p?gina . +1, na cosa más... U' pasa si AL O Exponente positivo )nG+ Gn G Exponente negativo )n~G+ "o de?nidoN )>orque dividimos entre G+ Exponente G Ummm ... “lee m?s a"a;o” O %l eAtraWo caso de O 5ay dos argumentos dierentes so"re el valor correcto. G G podría ser 1, o quiz?s G, así que alguna gente dice que es *indeterminado*: xG 1, así que ... G G1 Gn G, así que ... G GG /uando dudes... G G "indeterminado" nciones
S1
4na uncin, en matem?ticas, es el t0rmino usado para indicar la relacin o correspondencia entre dos o m?s cantidades. El t0rmino uncin ue usado por primera vez en 1OFR por el matem?tico ranc0s Men0 6escartes para designar una potencia xn de la varia"le x. En 1OQ el matem?tico alem?n ottried il!elm ei"niz utiliz el t0rmino para reerirse a varios aspectos de una curva, como su pendiente. 5asta recientemente, su uso m?s generalizado !a sido el defnido en 1SDQ por el matem?tico alem?n, 2.>.. e;eune-6iric!let )1SG@-1S@Q+, quien escri"i: *4na varia"le es un sím"olo que representa un nmero dentro de un con;unto de ello. 6os varia"les K y < est?n asociadas de tal orma que al asignar un valor a K entonces, por alguna regla o correspondencia, se asigna autom?ticamente un valor a <, se dice que < es una uncin )unívoca+ de K. a varia"le K, a la que se asignan li"remente valores, se llama varia"le independiente, mientras que la varia"le <, cuyos valores dependen de la K, se llama varia"les dependientes. os valores permitidos de K constituyen el dominio de defnicin de la uncin y los valores que toma < constituye su recorrido*. 4na uncin de % en 8 es una relacin que le !ace corresponder a cada elemento x E % uno y solo un elemento y E 8, llamado imagen de x por , que se escri"e y )x+. En sím"olos, : % 8 Es decir que para que una relacin de un con;unto % en otro 8 sea uncin, de"e cumplir dos condiciones, a sa"er: Todo elemento del con;unto de partida % de"e tener imagen. a imagen de cada elemento x E % de"e ser nica. Es decir, ningn elemento del dominio puede tener m?s de una imagen. El con;unto ormado por todos los elementos de 8 que son imagen de algn elemento del dominio se denomina con;unto imagen o recorrido de . ("servaciones: En una uncin : % 8 todo elemento x E % tiene una y solo una imagen y E 8. 4n elemento y E 8 puede: ]o ser imagen de ningn elemento x E % &er imagen de un elemento x E % &er imagen de varios elementos x E %. a relacin inversa -1 de una uncin puede no ser una uncin. Lormas de expresin de una uncin 'ediante el uso de ta"las: r?fcamente: ca"e aclarar que llamamos gr?fca de una uncin real de varia"le real al con;unto de puntos del plano que reeridos a un sistema de e;es cartesianos ortogonales tienen coordenadas Wx, )x+X donde x E %
K <
- 1 1 G G
–
1 1
Pare6as ordenadas en n plano cartesiano D El &istema cartesiano es un sistema de reerencia respecto ya sea a un solo e;e )línea recta+, respecto a dos e;es )un plano+ o respecto a tres e;es )en el espacio+, perpendiculares entre sí )plano y espacio+, que se cortan en un punto llamado srcen de coordenadas. En el plano, las coordenadas cartesianas )o rectangulares+ x e y se denominan a"scisa y ordenada, respectivamente.
&istema de coordenadas lineal 4n punto cualquiera de una recta puede asociarse y representarse con un nmero real, positivo si est? situado a la derec!a de un punto !, y negativo si est? a la izquierda. 6ic!o punto se llama srcen de coordenadas ! )letra (+ y se asocia al valor G )cero+. /orresponde a la dimensin uno, que se representa con el e;e K, en el cual se defne un srcen de coordenadas, sim"olizado con la letra ! )( de srcen + y un vector unitario en el sentido positivo de las x: . Este sistema de coordenadas es un espacio vectorial de dimensin uno, y se le pueden aplicar todas las operaciones correspondientes a espacios vectoriales. Tam"i0n se le llama recta real.
4n punto:
tam"i0n puede representarse:
SD
a distancia entre dos puntos + y B es:
&istema de coordenadas plano /on un sistema de reerencia conormado por dos rectas perpendiculares que se cortan en el srcen, cada punto del plano puede *nom"rarse* mediante dos nmeros: )x, y+, que son las coordenadas del punto, llamadas abscisa y ordenada, respectivamente, que son las distancias ortogonales de dic!o punto respecto a los e;es cartesianos. &istema de coordenadas cartesianas. a ecuación del e;e x es y G, y la del e;e y es x G, rectas que se cortan en el srcen (, cuyas coordenadas son, o"viamente, )G, G+. &e denomina tam"i0n eje de las abscisas al e;e x, y eje de las ordenadas al e;e y. os e;es dividen el espacio en cuatro cuadrantes en los que los signos de las coordenadas alternan de positivo a negativo )por e;emplo, las dos coordenadas del punto % ser?n positivas, mientras que las del punto 8 ser?n am"as negativas+. as coordenadas de un punto cualquiera vendr?n dadas por las proyecciones del segmento entre el srcen y el punto so"re cada uno de los e;es. &o"re cada uno de los e;es se defnen vectores nitarios )i y 6+ como aquellos paralelos a los e;es y de mdulo )longitud+ la unidad. En orma vectorial, la posicin del punto % se defne respecto del srcen con las componentes del vector !+.
a posicin del punto + ser?:
]tese que la lista de coordenadas puede expresar tanto la posicin de un punto como las componentes de un vector en notacin matricial. a distancia entre dos puntos cualesquiera vendr? dada por la expresin:
%plicacin del teorema de >it?goras al tri?ngulo rect?ngulo %8/. 4n vector cualquiera +B se defnir? restando, coordenada a coordenada, las del punto de srcen de las del punto de destino:
Evidentemente, el mdulo del vector %8 ser? la distancia d %8 entre los puntos % y 8 antes calculada. Terna (rdenada &i tenemos un sistema de reerencia ormado por tres rectas perpendiculares entre sí )K, <, h+, que se cortan en el srcen )G, G, G+, cada punto del espacio puede nombrarse mediante tres nmeros: )x, y, z+, denominados coordenadas del punto, que son las distancias ortogonales a los tres planos principales: los que contienen las pare;as de e;es
SF
os planos de reerencia K< )z G+ Kh )y G+ e
as coordenadas del punto + ser?n:
y el B:
a distancia entre los puntos + y B ser?:
El segmento +B ser?:
/am"io del sistema de coordenadas Tanto en el caso plano como en el caso espacial pueden considerarse tres transormaciones elementales: traslacin )del srcen+, rotacin )alrededor de un e;e+ y escalado. Traslación del srcen Traslacin del srcen en coordenadas cartesianas. &uponiendo un sistema de coordenadas inicial &4 con srcen en ! y
e;es A e
y las coordenadas de un punto + dado, sean en el sistema &4:
dado un segundo sistema de reerencia &5
&iendo los centros de coordenadas de los sistemas O y OX, puntos distintos, y los e;es A, AX e , X paralelos dos a dos, y las coordenadas de !X, respecto a &4:
&e dice traslación del srcen , a calcular las coordenadas de + en &5, segn los datos anteriores, que llamaremos:
6ados los puntos !, !X y +, tenemos la suma de vectores:
despe;ando
o que es lo mismo que:
S
&eparando los vectores por coordenadas:
y ampli?ndolo a tres dimensiones:
)otación alrededor del srcen Motacin alrededor del srcen en coordenadas cartesianas. 6ado un sistema de coordenadas en el plano &4 con srcen en ! y e;es A e :
y
una"aseortonormaldeestesistema:
4n punto + del plano se representar? en este sistema segn sus coordenadas:
>ara un segundo sistema &5 de reerencia girado un ?ngulo
, respecto al primero:
y con una "ase ortonormal:
%l c?lculo de las coordenadas del punto +, respecto a este segundo sistema de reerencia, girado respecto al primero, se llama rotación alrededor del srcen , siendo su representacin:
5ay que tener en cuenta que el punto y son el mismo punto, se emplea una denominacin u otra para indicar el sistema de reerencia empleado. El valor de las coordenadas respecto a uno u otro sistema, sí son dierentes, y es lo que se pretende calcular. a representacin de 81 en 8D es:
6ado que el punto + en 81 es:
con la transormacin anterior tenemos:
<, des!aciendo los par0ntesis:
reordenando:
S@
/omo: Tenemos que:
/omo sa"íamos:
>or identifcacin de t0rminos:
ue son las coordenadas de + en 8D, en uncin de las coordenadas de + en 81y de
.
%scalado &ea un punto con coordenadas )x,y+ en el plano. &i se cam"ia la escala de am"os e;es en un actor λ, las coordenadas de dic!o punto en el nuevo sistema de coordenadas pasar?n a ser:
El actor de escala λ no necesariamente de"e ser el mismo para am"os e;es. %caciones de primer grado #%&C)$PC$=" D %Y%MP*!& &e llaman ecuaciones a igualdades en las que aparecen nmero y letras )incgnitas+ relacionados mediante operaciones matem?ticas. >or e6emplo: Fx - Dy xD 1 &on ecuaciones con na incógnita cuando aparece una sla letra )incgnita, normalmente la x+. >or e6emplo: xD 1 x &e dice que son de primer grado cuando dic!a letra no est? elevada a ninguna potencia )por tanto a 1+. %6emplos/ Fx 1 x - D 4 - 7A L 5A - Z. A - 7 L 5 [ A. AJ5 L 4 - A [ 7AJ5 &!*(C$=" "(MH)$C+ D G)<$C+ %6ercicio 4.- &upongamos que queremos resolver la ecuacin: Fx 1 x - D. Mesolver una ecuacin es encontrar un valor de x que, al ser sustituido en la ecuacin y realizar las operaciones indicadas, se llegue a que la igualdad es cierta. En el e;emplo podemos pro"ar con valores: x 1, llegaríamos a @ -D, luego no es cierto, x -1 llegaríamos a -D -F, tampoco. Mesolv?mosla entonces para !allar el valor de x "uscado:
SO
]um0ricamente, como seguramente sa"r?s, se resuelve *despe;ando* la x, o sea ir pasando t0rminos de un miem"ro a otro !asta conseguir: x ..]mero..%sí: Fx - x -1 - D Dx - F x -F`D x -1,@. Eectivamente: F)-1,@+ 1 -1,@ -D -,@ 1 -F,@. “/ierto”. 6ecimos en este caso que la ecuacin tiene solucin. >ero: qu0 signifca gr?fcamente esta solucinP ("serva la siguiente escena. a línea recta di"u;ada en ro;o representa gr?fcamente a la ecuacin. /am"ia los valores x en la ventana ratn o *arrastrando* el puntode grueso ro;o con el inerior, ratn. sealando so"re las =ec!itas con el El valor de x donde la recta corta al e;e K ser? la solucin de la ecuacin )o"serva que es x -1,@+ )esolción de ecaciones de primer grado con na incógnita. >ara resolver una ecuacin de primer grado se utilizan dos reglas undamentales para conseguir de;ar la *x* sola en el primer miem"ro. #e?moslas para el e;ercicio anterior: Fx 1 x - D. - &umar o restar a los dos miem"ros un mismo nmero. En este caso restar 1 a los dos miem"ros y restar x a los dos miem"ros: Fx 1 -1 - x x - x - D -1 , que una vez operado queda: Dx -F. >roduce el mismo eecto lo que llamamos *pasar de n miemro a otro smando lo qe resta o restando lo qe sma - 'ultiplicar o dividir los dos miem"ros por un mismo nmero. En este caso por D: Dx`D -F`D, que una vez simplifcado queda x -F`D como ya !a"íamos o"tenido antes. >roduce el mismo eecto lo que llamamos pasar de n miemro a otro lo qe está mltiplicando dividiendo o lo qe está dividiendo mltiplicando*. %6ercicio 5.- Mesuelve num0ricamente en tu cuaderno de tra"a;o la ecuacin: 4 - 7A L 5A - Z. Escri"e en la siguiente escena, en la línea donde a!ora ves escrita la ecuacin anterior, la ecuacin de este e;ercicio. Lí;ate en la ecuacin del e;ercicio 1 la orma de escri"ir Fx, se escri"e Fx. /omprue"a el punto donde la recta corta al e;e K. El valor de x de"e coincidir con el o"tenido num0ricamente.
SR
