Biologia Bloque dos

DIRECCIÓN DE PLANEACIÓN ACADÉMICA
SUBDIRECCIÓN DE ELABORACIÓN DE MATERIALES
EDUCATIVOS
SEGUNDO SEMESTRE
ASIGNATURA BIOLOGÍA I. La vida en la tierra I
BLOQUE TEMÁTICO DOS “LA QUÍMICA DE LA VIDA”
AUTOR: Sara López Díaz
ASESOR PEDAGÓGICO: Juan Rodríguez Esteves
Material Didáctico Multimedia
Julio de 2010
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MAPA DEL CURSO
BLOQUE TEMÁTICO DOS
LA QUÍMICA DE LA VIDA
INTRODUCCIÓN
PROPÓSITO
PROBLEMÁTICA SITUADA
1. Niveles de organización de la materia
1.1 Componentes químicos
Actividad de aprendizaje 1
Resumen
2. Bioelementos: CHONPS
2.1 Clasificación de bioelementos
Actividad de aprendizaje 2
Resumen
3. Estructura y función de los compuestos de la materia viva
3.1 Compuestos inorgánicos
Actividad de aprendizaje 3
3.2 Compuestos orgánicos
Actividad de aprendizaje 4
Actividad de aprendizaje 5
Resumen
RECAPITULACIÓN
ACTIVIDADES DE CONSOLIDACIÓN
FUENTES DE INFORMACIÓN
2
INTRODUCCIÓN
Bloque temático II (La química de la vida), imagínate mordiendo una
manzana crujiente y jugosa o un pedazo de pizza desbordándose de queso
y salsa de tomate. ¿Qué imagen te trae más? , ¿Qué comidas disfrutas
más? No todas las comidas suplen los mismos nutrimientos en las mismas
cantidades. Tomar decisiones saludables y fundamentadas es importante
para tu salud, conocer los cuáles son los componentes químicos que
conforman nuestros alimentos es de suma importancia para mejorar la
salud y el rendimiento energético y evitar enfermedades.
En este bloque temático se fomentará el conocimiento de la estructura,
función e importancia de los componentes químicos en los seres vivos,
empleando el método científico para encontrar solución a preguntas o
problemas biológicos de la vida cotidiana, mediante la comprensión y
aplicación del método científico, a través del trabajo colaborativo, para
desarrollar la habilidad de discernir que alimentos necesita tu cuerpo para
un buen funcionamiento con base en la construcción de los componentes
químicos.
Escoger las comidas que saben bien y proveen nutrimentos con poca
grasas, colesterol y sodio, es una de las maneras más saludables de reducir
los riesgos mayores de padecer enfermedades crónicas, como la obesidad,
la alta presión sanguínea y el colesterol alto en la sangre, ¿Por qué
entonces, la alimentación esta ligada a seis de las diez causa principales de
muerte en gran número de los países, una respuesta es que la mayoría de
las personas desconocen la composición química de los nutrimentos que se
encuentran en los alimentos.
Estos nutrimentos, los cuales ejecutan un número de funciones que
mantienen
a todos seres vivos, están organizados en: niveles de
organización de la materia, el cual se estudiará el átomo que forma
parte de los elementos como el sodio, potasio, calcio, etc., y compuestos,
para relacionarlo con los bioelementos y su clasificación y por último la
estructura y función de las compuestos de la materia viva, donde se
incluye las sales minerales y el agua, como compuestos inorgánicos, sabías
que el consumo excesivo de sales también puede generar serios problemas.
Y los compuestos orgánicos, los cuales están divididos en cinco categorías
que son: carbohidratos comúnmente llamados azúcares, lípidos también
conocidos como grasas, proteínas, vitaminas y ácidos nucleicos. Estos
compuestos orgánicos presentan una función valiosa en el metabolismo del
organismo.
El estudiar estos componentes químicos te ayudará a mejorar tu
alimentación y que esta sea balanceada, para así evitar futuras
enfermedades. En el inicio de este bloque temático se desarrollará, a través
de un estudio de caso en relación a los alimentos que ingiere los
estudiantes.
3
PROPÓSITO
¿Qué vas a lograr?
Participar en el análisis de la problemática situada
a partir de los
conocimientos adquiridos para elaborar hipótesis, con una actitud
constructiva y abierta.
¿Qué conocimientos desarrollarás?
Identificar las características generales de
químicos de los seres vivos como son: los
materia,
bioelementos,
oligoelementos,
carbohidratos, lípidos, proteínas, vitaminas y
la relación que guardan con la estructura y la
los principales componentes
niveles de organización de la
agua,
sales
minerales,
ácidos nucleicos, para conocer
función de la célula.
¿Cómo lo realizarás?
A través de un estudio de caso que permita reconocer los grupos
funcionales, la estructura y la función de cada componente químico en los
alimentos que se ingieren y así desarrollar la habilidad en el manejo de la
información con respecto a la nutrición.
¿Para qué te va servir?
Identificar la importancia que tienen los componentes químicos en los
alimentos que ingerimos y a su vez que conforman la unidad básica de la
célula, la cuál forma parte del cuerpo humano y de todos los seres vivos.
4
PROBLEMÁTICA SITUADA
Los alimentos son la base de nuestra salud, pero te has preguntado de que
están formados todos los alimentos, que compuestos químicos los integran,
cómo los podemos balancear, que problemas de salud nos trae cuando no
equilibramos los alimentos y que enfermedades nos produce el ingerir
comida chatarra.
En la actualidad por las actividades que realizamos en la mayoría de las
ocasiones consumimos alimentos mal balanceado y/o chatarra que con el
paso del tiempo nos provoca enfermedades, en el país la mayoría de los
jóvenes tienen problemas digestivos, sabes tú la causa que los provoca.
A partir de un estudio de caso, para saber cuales son tus hábitos de
alimentación, qué problemas de salud tienen, cómo podrían mejorar tu
alimentación para prevenir algunas enfermedades.
En este bloque aprenderás la composición química de los alimentos, que
función desempeñan en los diferentes aparatos y sistemas de nuestro
cuerpo.
Figura 1. Pirámide de alimentos de acuerdo a su composición química.
5
ORGANIZADOR ANTICIPADO
¿Por qué el agua, los carbohidratos, proteínas, vitaminas y algunas sales
minerales son importantes para la vida?
¿Te has preguntado alguna vez cómo funciona internamente nuestro cuerpo
y lo que comes te ayuda a mejorar tu desempeño físico, de qué está
integrado nuestro organismo y los alimentos?
En el primer núcleo temático se explicará los niveles de organización de
la materia, donde estudiarás la i
mportancia del átomo en los diversos campos de la ciencia como también
del elemento, así como de los compuestos.
Investiga que alimentos están balanceados de acuerdo a su composición
química y cuáles son los más nutritivos y busca cuales sería los problemas
de salud si faltará uno de estos componentes químicos.
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1. NIVELES DE ORGANIZACIÓN DE LA MATERIA
¿Te has preguntado alguna vez cómo funciona internamente nuestro cuerpo
y lo que comes te ayuda a mejorar su salud y de qué compuestos químicos
esta integrado nuestro organismo y los alimentos?
Para agrupar tu ropa o algún objeto lo ordenas de acuerdo a ciertas
características, los niveles de organización de la materia consiste en
organizar las partes de un todo en un orden para su funcionamiento
eficiente.
Un principio básico de la Biología es que los seres vivos siguen las mismas
leyes de la Física y Química que rigen la materia no viva, la arena puede
formar ladrillos que sirven para construir una pared y a su vez, ésta forma
la base de una estructura compleja que es la casa.
En Biología se perciben a los seres vivos y a la materia inanimada como
una serie de niveles de organización, cada uno de los cuales constituye
los cimientos del siguiente nivel.
Figura 2. Niveles de organización de la materia.
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1.1 Componentes químicos
Los componentes químicos que forman parte de los seres vivos son muy
similares entre sí, en su estructura y función, debido a la composición
química que presentan, los cuales son el átomo, elemento y compuesto,
esto ha ayudado a conocer el grado de parentesco de los seres vivos.
Átomo
El primer nivel es el átomo etiqueta 1 es la unidad estructural
fundamental de la materia.
Los átomos están formados por los protones que tienen la carga positiva y
los neutrones que no tienen la carga, ambos se encuentran en el centro del
átomo y alrededor de éste se encuentran los electrones que presentan una
carga negativa. El átomo tiene el mismo número de electrones y protones,
por lo tanto, es eléctricamente neutro.
Los átomos de un mismo elemento pueden tener distintos números de
neutrones, cuando esto sucede, los átomos se denominan isótopos.
Figura 3. Átomos del carbono, oxígeno, fósforo y calcio.
Algunos átomos del mismo elemento siempre contienen el mismo número
de protones pero pueden contener distinto número de neutrones. Los
átomos de un mismo elemento que tienen distinto número de neutrones se
llaman isótopos de dicho elemento, ejemplo el carbono contienen seis
neutrones, sin embargo algunos contienen siete u ocho neutrones. Cada
uno de estos átomos es un isótopo del elemento carbono. Los isótopos son
herramientas muy útiles en el estudio de procesos biológicos en el estudio
de la tomografía, cáncer, en el ADN, etc.
Sabías qué 1
8
Elemento
En la naturaleza hay 92etiqueta 2 tipos de átomos, cada uno de los cuales
forma la unidad estructural de un elemento, que es una sustancia que no
puede descomponerse ni convertirse en otras sustancias mediante procesos
químicos ordinarios. Cada elemento posee propiedades químicas exclusivas
basadas en el número y la configuración de sus partículas subatómicas.
Algunos, como el oxígeno y el hidrógeno, son gases a temperatura
ambiente, mientras que otros, como el carbono y el plomo, son sólidos. La
mayoría de los elementos son muy escasos y relativamente pocos de ellos
resultan indispensables para la vida en la Tierra.
Cuadro 1 Elementos principales que están en el cuerpo humano.
Elemento
Carbono
Oxígeno
Hidrógeno
Nitrógeno
Fósforo
Calcio
Potasio
Porcentaje en
masa en el cuerpo
humano
18.5
65.0
9.5
3.3
1.0
1.5
0.4
Figura 4. Tabla periódica.
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Símbolo
C
O
H
N
P
Ca
K
Compuesto
Todos conocemos la sal, sin embargo, ésta no es un elemento sino un tipo
de sustancia llamado compuesto. El compuesto es una sustancia formada
de átomos de dos o más elementos distintos combinados químicamente.
La sal de mesa (NaCl) es un compuesto formado por los elementos sodio y
cloro. Cuando se hace pasar una corriente eléctrica por sal fundida en un
proceso industrial, la sal se descompone en estos elementos.
La mayoría de los elementos de la naturaleza se encuentran combinados en
forma de compuestos. Pero, ¿cómo se combinan los átomos y por qué? y
¿qué los mantiene unidos en el compuesto? Los átomos se combinan con
otros átomos sólo cuando el compuesto resultante es más estable que los
átomos individuales.
Los átomos de varios elementos se estabilizan cuando su nivel energético
más alto se encuentra completo, cuando hay ocho electrones en el segundo
nivel. Una excepción es el hidrógeno que se estabiliza cuando su primer
nivel energético está lleno (con dos electrones).
¿Cómo se llenan los niveles energéticos de los elementos y cómo se
estabilizan? Una manera es compartiendo electrones con otros átomos,
ejemplo la sal y el agua.
Cuando dos átomos comparten electrones, el hidrógeno la fuerza que los
mantiene unidos se llama enlace covalente. La mayoría de los compuestos
de los organismos presentan enlaces covalentes; algunos ejemplos son los
azúcares (carbohidratos), las grasas (lípidos), las proteínas y el agua.
Figura. 5 Molécula del Agua.
10
No todos los átomos se enlazan entre sí compartiendo sus electrones, a
veces, se combinan ganando o perdiendo los electrones de sus niveles de
energía más externos y queda cargado eléctricamente y se llama ion.
Los iones se mantienen unidos por un tipo distinto de enlace químico. La
fuerza de atracción entre los dos iones de carga opuesta se conoce como
enlace iónico, ejemplo es la sal (NaCl).
Los compuestos iónicos son menos abundantes en los seres vivos que las
moléculas covalentes, sin embargo, los iones son importantes en los
procesos biológicos. Los iones de sodio y potasio son necesarios para la
transmisión de los impulsos nerviosos y los iones de calcio se necesitan
para la contracción muscular. Las raíces de las plantas absorben minerales
esenciales en forma de iones.
Figura 6. Ión sodio.
Átomos, moléculas y vida.
Las reacciones químicas ocurren cuando se forman o se rompen enlaces al
combinarse elementos para formar compuestos diferentes. En los seres
vivos estas reacciones tienen lugar en el interior de las células. Todas las
reacciones químicas que ocurren dentro del organismo constituyen el
metabolismo etiqueta 3. En estas reacciones se descomponen y se
forman moléculas importantes para el funcionamiento de los organismos.
Cuando los elementos se combinan químicamente para formar un
compuesto, dejan de tener sus propiedades originales
¿Qué ocurre cuando las sustancias simplemente se mezclan y no se
combinan químicamente?
A esto se le conoce como una mezcla que es una combinación de
sustancias en la cual cada componente retiene sus propiedades, al mezclar
azúcar con arena aún se puede saber qué granos corresponden al azúcar y
cuáles son de arena. Ninguno de los componentes de la mezcla cambia; es
decir, no se combinan químicamente y se pueden separar con facilidad
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agregándoles agua para que el azúcar se disuelva y después filtrando la
mezcla para recoger la arena.
Una solución es una mezcla en la cual una o más sustancias (los solutos)
quedan distribuidas equitativamente en otra sustancia (el disolvente).
Quizá recuerdes haber usado alguna mezcla en polvo para preparar una
bebida, las moléculas de azúcar de las bebidas en polvo se disuelven con
facilidad en el agua formando una solución.
Las soluciones son importantes para los seres vivos, en éstos hay varias
sustancias vitales, como los azúcares y los iones minerales, se encuentran
disueltas en agua. A medida que hay más soluto disuelto en determinada
cantidad de disolvente, la concentración de la solución es mayor. Los seres
vivos cuentan con varios mecanismos para mantener dentro de este rango
las concentraciones de moléculas e iones. El páncreas y otros órganos del
cuerpo humano producen sustancias como la insulina y glucagón que
mantienen dentro del rango crítico la cantidad de azúcar disuelta en la
sangre.
Sabías qué 2
Figura 7.Una muestra de solución de agua con aceite.
Las reacciones químicas dependen de la energía disponible, la temperatura
o de determinada concentración de alguna sustancia disuelta en la solución.
Las reacciones químicas de los organismos también dependen del pH del
ambiente del organismo. El pH es una medida de la acidez o basicidad de
una solución. Para medirlo, se emplea una escala con los valores que
abarcan del cero al catorce.
12
Figura 8. Concentración del pH en algunos alimentos.
Las sustancias con pH inferior a siete son ácidas. Un ácido es cualquier
sustancia que forma iones de hidrógeno en el agua. Las sustancias con pH
mayor de siete son básicas. Una base es cualquier sustancia que forme
iones de hidroxilo en el agua.
Algunos alimentos que comes, como la naranja, la toronja y el limón son
ácidos, mientras chocolate, el huevo y las mermeladas son básicas. Algunas
plantas sólo se desarrollan bien en suelos ácidos mientras que otras
requieren suelos básicos.
13
ACTIVIDAD DE APRENDIZAJE 1
1. Elabora una lista de los productos relacionados con los alimentos,
puedes buscar en los libros, revistas o en el internet
2. De los alimentos buscados, ¿Cuáles reciben mayor atención de los
adolescentes? Puedes realizar una investigación en Internet y/o en las
personas más cercanas a ti.
3. Te has preguntado, ¿Cuál es su contenido energético de los alimentos
más buscados?
4. ¿Qué productos son los más comerciales y realmente están balanceados?
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AUTOEVALUACIÓN DEL APRENDIZAJE
1. Elabora una lista de los productos relacionados con los alimentos,
puedes buscar en los libros, revistas o en el internet
Cereales, confituras, frutas, verduras,
Yogurt, harinas, carnes blancas como el
pescado y pollo y las carnes rojas.
2. De los alimentos buscados, ¿Cuáles reciben mayor atención de los
adolescentes? Puedes realizar una investigación en Internet y/o en las
personas más cercanas a ti.
Confituras como las papas, chetos, charros. Etc.
Productos elaborados con harinas como las galletas, gansitos,
pingüinos, etc.
Refrescos, carnes rojas como hamburguesas, tortas, hot dog,
tamales, etc.
3. Te has preguntado, ¿Cuál es su contenido energético de los alimentos
más buscados?
La mayoría de los alimentos consumidos por los adolescentes es
muy alto en grasas (lípidos) y bajo en proteínas.
4. ¿Qué productos son los más comerciales y realmente están balanceados?
Son aquellos que tiene bajo contenido en proteínas y muy
alto contenido en grasas como las confituras, esto se debe al
bajo costo de su elaboración y que se comercializa más en la
población infantil y juvenil.
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¿Por qué el agua, los bioelementos y algunas sales minerales son
importantes para la vida?
¿Te has preguntado alguna vez cómo funciona internamente nuestro cuerpo
y lo que comes te ayuda a mejorar, de qué está integrado nuestro
organismo y los alimentos?
En el segundo núcleo temático se explicará los bioelementos y su
clasificación, donde estudiarás la importancia de los bioelementos en los
diversos usos en los alimentos.
Investiga que alimentos están balanceados de acuerdo a su composición
química y cuáles son los más nutritivos y busca cuales sería las causas si
faltará uno de estos componentes químicos.
Animación de los bioelementos
16
2. Bioelementos: CHONPS
2.1 Clasificación de los Bioelementos
Los seres vivos están formados por elementos, los cuales son llamados
bioelementos o elementos biogénicos, son conocidos así, porque no todos
los elementos de la tabla periódica se encuentran en ellos.
Cuando se encuentran en una proporción mayor a 50% y/o 90% se agrupan
como bioelementos primarios porque constituyen la mayor parte de los
componentes químicos de los organismos.
Los elementos que tienen menor a 50% se conocen como oligoelementos o
elementos secundarios y/o trazas, estos también participan en la
composición de la materia celular, sólo que en menor proporción, pero no
se puede prescindir de ellos, debido a que su carencia puede provocar
serios trastornos funcionales al organismo.
Principales: CHONPS
Los seres vivos presentan varias características muy especiales que
permiten diferenciarlos de la materia inanimada, una de ellas es la
composición química, donde todos los seres vivos están conformados por un
conjunto de moléculas etiqueta 4, compuestos producto de la unión de
dos o más de los veintisiete bioelementos. Estas moléculas o compuestos se
clasifican en inorgánicos y orgánicos y a su vez permiten que se lleven a
cabo distintas reacciones metabólicas.
Los elementos que forman parte de los seres vivos se conocen como
elementos biogenésicos etiqueta 5 y se clasifican en bioelementos
primarios son CHONP: estos son indispensables para la formación de las
biomoléculas fundamentales, tales como carbohidratos, lípidos, proteínas y
ácidos nucleicos, estos compuestos constituyen aproximadamente 97% de
la materia viva.
Los bioelementos secundarios son el azufre (S), fósforo (P), magnesio
(Mg), calcio (Ca), sodio (Na), potasio (K) y cloro (Cl). Se encuentran en
solución, como grupos accesorios de las biomoléculas orgánicas y
representan cerca de 4.5 %.
17
Figura 9. Tabla de bioelementos
Oligoelementos
Los oligoelementos, los cuales se encuentran en concentraciones por debajo
de 0.1% en los seres vivos, son también esenciales, debido a que algunos
realizan funciones catalíticas necesarias, aunque se encuentren en
proporción inferior a 0.1 %. Estos son hierro (Fe), zinc (Zn), boro (B),
manganeso (Mn), flúor (F), cobre (Cu), yodo (I), cromo (Cr), selenio (Se),
vanadio (V), cobalto (Co), molibdeno (Mo), silicio (Si) y estaño (Sn).
Esto no significa que sean poco importantes, ya que una pequeña cantidad
de ellos es suficiente para que el organismo viva, sin embargo, la ausencia
de algunos de ellos puede ocasionar y/o determinar la muerte, ejemplo si
una persona con bajo nivel de hierro en la sangre padece de anemia,
enfermedad que puede llegar a causar la muerte si no se proporcionan
cantidades suficientes de hierro al paciente, ya sea por medio de
complementos alimenticios o recomendándole que incluya en su dieta
alimentos ricos en este mineral. También el exceso de flúor en el agua
potable produce una alteración conocida como fluorosis en personas y
animales, que se caracteriza por la aparición de manchas oscuras en los
dientes y provoca también problemas en el sistema óseo.
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ACTIVIDAD DE APRENDIZAJE 2
1. Elabora un cuadro con los siguientes datos: elementos, describe su
función y anota su símbolo, puedes consultar un libro y/o el internet.
Elemento
Calcio
Función
Cloro
Cobalto
Flúor
Hierro
Magnesio
Manganeso
Potasio
Silicio
Yodo
Zinc
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Símbolo
AUTOEVALUACIÓN DEL APRENDIZAJE
1. Elabora un cuadro con los siguientes datos: elementos, describe su
función y anota su símbolo, puedes consultar un libro y/o el internet.
Elemento
Calcio
Cloro
Cobalto
Función
Forma parte de las estructuras esqueléticas. En
forma iónica interviene en la contracción muscular,
coagulación sanguínea y transmisión del impulso
nervioso.
Anión más frecuente; necesario para mantener el
balance de agua en la sangre y fluido intersticial.
Símbolo
Ca
Cl
Forma parte de la vitamina B12, necesaria para la
síntesis de hemoglobina.
Co
Flúor
Forma parte del esmalte dentario y de los huesos.
Fl
Hierro
Fundamental para la síntesis de clorofila,
catalizador en reacciones químicas y formando
parte de citocromo “c” que intervienen en la
respiración celular, y en la hemoglobina que
interviene en el transporte de oxígeno.
Fe
Magnesio
Forma parte de la molécula de clorofila, y en forma
iónica actúa como catalizador, junto con las
enzimas, en varias reacciones químicas del
organismo.
Interviene en la fotolisis del agua, durante el
Manganeso proceso de fotosíntesis en las plantas.
Potasio
Silicio
Yodo
Zinc
Catión más abundante en el interior de las células;
necesario para la conducción nerviosa y la
contracción muscular.
Proporciona resistencia al tejido conjuntivo,
endurece tejidos vegetales como en las gramíneas.
Necesario para la síntesis de la tiroxina, hormona
que interviene en el metabolismo.
Actúa como catalizador en varias reacciones del
metabolismo en los seres vivos.
20
Mg
Mn
K
Si
I
Zn
¿Por qué el agua, y algunas sales minerales son importantes para la vida?
¿Te has preguntado alguna vez cómo funciona internamente nuestro cuerpo
y lo que comes te ayuda a mejorar, de qué está integrado nuestro
organismo y los alimentos?
En el tercer núcleo temático se explicará estructura y función de los
compuestos de la materia viva, como se clasifican, estos compuestos que
forman parte de los seres vivos son similares entre sí en estructura y
función. De hecho, estos compuestos se dividen en inorgánicos y orgánicos
que importancia tienen en los seres vivos.
Investiga que alimentos están balanceados de acuerdo a su composición
química y cuáles son los más nutritivos y busca cuales sería las causas si
faltará uno de estos componentes químicos.
21
3. ESTRUCTURA Y FUNCIÓN DE LAS MOLÉCULAS DE LA
MATERIA VIVA
3.1 Compuestos inorgánicos
Los compuestos inorgánicos están formados por dos elementos que
comparten electrones y que tienen enlaces iónicos.
Todos los seres vivos dependen del agua y sales minerales para sobrevivir
y estos son compuestos inorgánicos.
El Agua
Se dice que el agua es vida, porque en dondequiera que la veamos
encontramos alguna forma de vida. Las tres cuartas partes del planeta
están cubiertas por este líquido vital, también representa 63% de nuestro
peso, es decir las dos terceras partes de cada ser vivo, por su alta
capacidad de calentamiento constituye a regular la temperatura del medio
interno y externo de todos los seres vivos, participando en los procesos de
estabilización de la temperatura interna y en la termorregulación del clima
donde se desarrolla, a través de los fenómenos de evaporación,
condensación y precipitación, el agua describe los llamados ciclos
hidrológicos en la naturaleza.
El compuesto del agua está formada por un átomo de oxígeno y dos de
hidrógeno, el oxígeno comparte un par de electrones con cada hidrógeno a
través de enlace covalente.
La razón de su abundancia radica en su importancia, el agua es
imprescindible para el desarrollo de la vida porque:
 Es el vehículo de entrada a la célula de la mayor parte de las sustancias
necesarias para el metabolismo celular.
 Constituye el medio de eliminación de los productos resultantes de este
metabolismo.
 Es el mejor disolvente de la mayor parte de las reacciones físicas y
químicas, que, por lo general, deben realizarse entre sustancias en
disolución.
El agua tiene una alta capacidad de calentamiento, lo cual le permite
almacenar mucha energía calorífica y que su cambio de temperatura sea
lento: durante el día recibe gran cantidad de energía del Sol y durante en la
noche la pierde lentamente, a diferencia de las variaciones de temperatura
del medio terrestre que son muy drásticas. Estas propiedades térmicas
hacen del agua un poderoso termorregulador del ambiente, debido a que en
forma de vapor se incorpora a la atmósfera, regulando la temperatura del
medio terrestre. Además, una de las teorías a cerca del origen de la vida
afirma que en el medio acuático se formaron los sistemas
polimoléculares, a partir de los cuales evolucionaron las primeras células
hace aproximadamente 3500 millones de años.
22
Propiedades físico químicas del agua y sus funciones en los
seres vivos.
Las propiedades del agua son:
 Gran fuerza de cohesión es la elevada tendencia del agua a unirse a
otras cuatro moléculas vecinas, lo que la convierte en un líquido
prácticamente incompresible, capaz de conferir volumen y turgencia a
varios seres vivos, como el esqueleto hidrostático en las plantas o sirve
como lubricante en zonas de contacto, en el caso de las articulaciones.
 Calor específico elevado se debe a la tendencia a formar enlaces de
hidrógeno entre las moléculas de agua. Por esta propiedad el agua
puede absorber una gran cantidad de calor, mientras que su
temperatura sólo asciende ligeramente, ya que parte de esa energía
habrá sido utilizada en romper los enlaces de hidrógeno. Esto la
convierte en un buen amortiguador térmico, que mantiene la
temperatura interna de los seres vivos, a pesar de las variaciones
externas.
Sabías qué 3




Alto calor de vaporación el agua tiene la propiedad de absorber bastante
calor cuando cambia del estado líquido al gaseoso, debido a que los para
romperse los enlaces de hidrógeno necesitan una gran cantidad de
energía. De esta manera, cuando el agua se evapora en la superficie de
una planta o de un mineral, absorbe gran parte de calor del entorno
inmediato. Esta propiedad se utiliza como mecanismo de regulación
térmica.
Gran fuerza de adhesión el agua es responsable de todos los fenómenos
relacionados con la capilaridad, como sucede en la plantas el ascenso de
la savia bruta por el tejido vegetal llamado xilema.
Escasa densidad en estado sólido, esta propiedad permite la vida
acuática en zonas frías, debido a que se forma una costra de hielo en la
superficie que la mantiene a 0°C y protege el agua situada bajo ella de
los descensos térmicos del exterior y la mantiene alrededor de los 4 o
5°C, suficientes para la supervivencia de varias especies.
Constante dieléctrica elevada, el agua disuelve con facilidad tanto los
compuestos iónicos como los compuestos orgánicos, siempre y cuando
estos últimos contengan grupos funcionales como los aldehídos, las
cetonas y los alcoholes. Motivo por el cual es el disolvente universal por
esta propiedad el agua es responsable de varias funciones importantes
en los seres vivos:
a) Es el vehículo de transporte que permite la circulación de sustancias
en el interior del organismo y en su intercambio con el exterior, así
tanto el aporte de nutrientes como la eliminación de los productos de
desecho se realiza mediante disolución acuosa de los mismos.
b) Es el medio donde ocurren todas las reacciones bioquímicas, ya que
la mayor parte de las biomoléculas está disuelta en el agua y necesita
un medio acuoso para interaccionar.
23
Sales minerales
Las sales minerales ingresan al organismo como parte de una sal, la cual es
la unión de dos o más elementos que una vez disueltos en el agua, donde
ésta abunda en el medio interno de los seres vivos se disocian en iones
positivos y negativos, ejemplo: cuando consumimos sal común o cloruro de
sodio (NaCl), en nuestro medio interno se convierte en Na+ y en Cl- , a los
iones positivos se les llama cationes y a los negativos aniones.


Aniones: Cl- , HPO4 2- , H2 PO4 - , SO4
Cationes: Na+ , K+, NH4 +, Ca2+, Mg2+
2-
, SO3 2- , HCO3 -
Los iones que hay en los seres vivos deben mantenerse en concentraciones
constantes, para evitar alteraciones importantes en la permeabilidad,
excitabilidad y contractilidad de las células. Existen en todos los seres vivos
mecanismos homeostáticos encargados de mantener el equilibrio de las
sales del cuerpo.
La alimentación moderna nos conduce varias veces a ingerir más sales de
las debidas. Los productos industrializados, los embutidos como el jamón,
salchichas, las frituras y hasta productos de sabor dulce contienen sales de
sodio, lo cual pone en riesgo a las personas de sufrir alteraciones
cardiovasculares.
Las sales minerales, además actúan como soluciones buffer o
amortiguadores, que mantienen constante el pH del organismo, lo cual es
esencial para que sus funciones no se alteren.
Sabías qué 4
Las plantas absorben de la tierra las sales minerales que requieren y cuando
éstas se encuentran en baja concentración se requiere enriquecer el suelo
con fertilizantes o abonos para evitar daños o marchitamientos y obtener
así una buena cosecha.
Para los humanos la alimentación balanceada, a base de una variedad de
frutas y verduras, proporciona de manera natural todas las sales minerales
que requiere. En ocasiones, por algunas enfermedades, puede ser que este
balance se altere y se produzcan problemas importantes de desequilibrio,
como cuando se retienen sales por daños en los riñones, esto puede
provocar hipertensión arterial.
Las sales minerales son imprescindibles porque:
 Algunas proteínas, insolubles en agua, son solubles en disoluciones
diluidas de sales neutras.
 Son responsables de la estabilidad de los coloides manteniendo el grado
de hidratación adecuado e impidiendo su coagulación.
 Mantienen el pH del protoplasma gracias a su poder amortiguador.
 Intervienen en los fenómenos vitales principalmente de dos maneras:
1. Debido a su actividad osmótica.
2. Por las acciones específicas de sus iones.
24
El organismo tiene sus propios mecanismos para mantener el pH en
condiciones normales, uno de ellos es a través de sustancias químicas o sus
combinaciones llamadas amortiguadores o buffer.
Ejemplo: Cuando se incrementan iones hidrógeno en la sangre (baja su
pH), los iones bicarbonato de la sangre (HCO3 - ) se combinan con los H+ y
forman ácido carbónico (H2CO3):
H+ + HCO3 -
H2CO3
En cambio, si se agregan iones OH- (sube el pH), el ácido carbónico libera
H+ y se forman iones bicarbonato y agua:
OH- + H2CO3
H2 CO3 + H2O
Figura 10. Sal de sodio.
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ACTIVIDAD DE APRENDIZAJE 3
1. Analiza las siguientes preguntas.
Cuando se cuece un huevo en agua es frecuente que estalle. Para
evitarlo, se suele agregar sal al agua de cocción, explica este hecho.
2. ¿Qué ocurriría si introducimos un pez marino en agua dulce? ¿Y en el
caso contrario?
3. Las personas que padecen gastritis deben evitar el consumo de
productos muy ácidos, ¿Qué bebidas piensas que deberían dejar de
consumir?
26
AUTOEVALUACIÓN DE APRENDIZAJE
1. Analiza las siguientes preguntas.
Cuando se cuece un huevo en agua es frecuente que estalle. Para
evitarlo, se suele agregar sal al agua de cocción, explica este hecho.
Es para evitar que flote y estalle, ya que la sal hace que el agua sea más
densa y se cosa más rápido y parejo.
2. ¿Qué ocurriría si introducimos un pez marino en agua dulce? ¿Y en el
caso contrario?
En ambos casos muere el pez por el pH del agua, debido a que un pez
marino esta acostumbrado a un pH ácido, mientras que un pez de agua
dulce a un pH básico.
3. Las personas que padecen gastritis deben evitar el consumo de
productos muy ácidos, ¿Qué bebidas piensas que deberían dejar de
consumir?
Deben evitar los productos ácidos como el café, el refresco y los alimentos
muy condimentados y/o muy irritantes, debido a que tienen la membrana
del esófago y/o estómago inflamada.
27
3.2 Compuestos orgánicos
¿Por qué los carbohidratos, lípidos, proteínas, vitaminas y ácidos nucleicos
son importantes para la vida?
¿Te has preguntado alguna vez cómo funciona internamente nuestro cuerpo
y lo que comes te ayuda a mejorar, de qué está integrado nuestro
organismo y los alimentos?
El tercer núcleo estudiarás los compuestos orgánicos, estos son esenciales
para la vida, debido a que proveen el combustible principal del organismo.
Los compuestos orgánicos están formados por varios elementos que
comparten electrones y que forman enlaces covalentes. Los principales
elementos son el carbono, hidrógeno, oxígeno y nitrógeno.
En tu dieta se requieren cantidades grandes de carbohidratos, lípidos y
proteínas. Las reacciones complejas que se llevan a cabo en tus células
utilizan parte de estos compuestos y algunos otros como los ácidos
nucleicos y las vitaminas. Todos estos compuestos son necesarios para que
las células formen las sustancias estructurales de las cuales están hechas.
También utilizan y almacenan varios de estos compuestos como fuente de
energía.
Grupos funcionales en compuestos biológicos.
Grupo
Hidrógeno
(-H)
Propiedades
Se encuentra en
Polar o no polar, dependiendo del átomo En casi todas las
de hidrógeno al que se enlace; interviene moléculas
en las reacciones de deshidratación y de orgánicas.
hidrólisis.
Hidroxilo
(-OH)
Polar, interviene en las reacciones de Carbohidratos,
deshidratación y de hidrólisis.
ácidos
nucleicos,
alcoholes, algunos
ácidos y esteroides.
Carboxilo
(-COOH)
Ácido, interviene en enlaces peptídicos.
Amino
(-NH2)
Básico; podría unirse a un H+ adicional y Aminoácidos
y
así adquirir carga positiva; interviene en ácidos nucleicos.
enlaces peptídicos.
Fosfato
(-H
Ácido; enlaza nucleótidos en los ácidos Ácidos nucleicos y
nucleicos, grupo portador de energía en fosfolípidos.
ATP.
Metilo
(-CH3)
No polar; tiende a hacer hidrofóbicas a Varias
moléculas
las moléculas.
orgánicas el más
común los lípidos.
28
Aminoácidos
ácidos grasos.
y
Animación del plato del buen comer
Carbohidratos
¿Te gusta comer pan, papas, chocolates, dulces y pastas? Estos alimentos
son ricos en carbohidratos, los cuales están hechos de carbono, oxígeno e
hidrógeno, los carbohidratos son los almidones y los azúcares que se
encuentran en los alimentos. Los carbohidratos son la fuente preferida de
energía del cuerpo, proveyendo calorías por gramo.
Los carbohidratos son compuestos orgánico que contiene los elementos
carbono, hidrógeno y oxígeno en una proporción de alrededor de dos
átomos de hidrógeno por uno de oxígeno por cada átomo de carbono.
Los carbohidratos se les conoces también como azúcares y se clasifican
dependiendo de la estructura de su composición química y puede ser en
sencillo o complejos. Los azúcares simples están presentes de forma natural
en las frutas, en algunos vegetales y en la leche. Estos carbohidratos se
llaman en las frutas fructosa, en la leche lactosa maltosa en los granos y
sacarosa en el azúcar de mesa. Los azúcares también se añaden a varias
comidas manufacturadas, tales como dulces, galletas, sodas y otros dulces
concentrados.
Los carbohidratos complejos conocidos también como almidones se
encuentran en grandes cantidades en el arroz, granos, semillas, nueces,
legumbres (guisantes secos y habichuelas) y en los tubérculos de las papas,
yucas y patatas.
Estos carbohidratos están formados por cadenas
complejas de carbono e hidrógeno y otro elemento químico adicional unidos
con enlaces covalentes doble o triple, motivo por el cual su digestión dentro
del organismo es demasiado elaborada.
29
Función de los carbohidratos
Antes de que tu cuerpo pueda usar los carbohidratos, primero tiene que
convertirlos en glucosa, que es uno carbohidrato sencillo. La glucosa que no
se usa enseguida es almacenada en el hígado y en los músculos en forma
de una sustancia parecida al almidón llamada glucógeno.
Sabías qué 5
Luego, cuando se necesita más glucosa, el glucógeno se convierte otra vez
en glucosa.
Cuando las personas consumen más carbohidratos de lo que el cuerpo
necesita para obtener su energía o de lo que puede almacenar como
glucógeno, este exceso se almacena como tejido adiposo o grasa del
cuerpo.
La fibra que se encuentra en la parte dura y fibrosa de los vegetales, las
frutas y granos, es una forma especial de carbohidratos complejos. Aunque
no se puede digerir ni usar como energía, la fibra sirve para otras funciones
vitales. Ayuda a mover los desperdicios a través del aparato digestivo y
previene el estreñimiento, apendicitis y otros problemas intestinales.
Comer suficiente fibra a través de tu vida puede reducir el riesgo de algunos
tipos de cáncer y enfermedades del corazón. También es indispensable en el
control de la diabetes. Algunos tipos de fibras ayudan a disminuir el
colesterol y controlar el azúcar en la sangre.
Figura 11. Alimentos que contienen carbohidratos.
30
Lípidos
Los lípidos químicamente son sustancias llamadas grasas que no se
disuelven en el agua. Al igual que los carbohidratos, los lípidos se componen
de átomos de carbono, hidrógeno y oxígeno. Los lípidos están hechos de
ácidos grasos de ahí vienen su nombre común grasas, estás se clasifican en
saturadas y no saturadas, dependiendo de su composición química.
Sin duda, has visto las siguientes palabras impresas en los empaques de
comida “ahora con menos grasas”, “grasa reducida”, “bajo en grasa”, “sin
grasa”, con toda la atención que los medios le han dado a la grasa en los
años recientes, podrías preguntarte por qué ésta se considera un nutriente.
Aunque el consumo de demasiada grasa no es saludable, como indican los
anuncios el hecho es tu cuerpo necesita algo de grasa. Gramo por gramo, la
grasa provee más del doble de energía que cualquier carbohidrato o
proteína.
Figura 12. Cera forma parte de un lípido.
Clasificación de los Lípidos


Lípidos saturados son los que contienen todos los átomos de hidrógeno
que puede en su estructura. Las grasas animales y aceites tropicales,
como el aceite de palma, aceite de mazorca de maíz y aceite de coco,
tienen una proporción alta de grasas saturadas. Las grasas como en la
carne, el cerdo, las yemas de huevo y los productos lácteos son más
altas en ácido grasos saturados que las grasas en el pollo y en el
pescado. Los alimentos altos en grasas saturadas son por lo regular,
sólidos o semisólidos a temperaturas ambiente. El alto consumo de
grasas saturadas está asociado con el aumento en el riesgo de padecer
enfermedades cardiacas.
Lípidos no saturados son aquellos que les falta uno o más átomos de
hidrógeno, la mayoría de las grasas vegetales, incluso el aceite de oliva,
de canola, de soya, de maíz y de semilla de algodón, contienen una
proporción más alta de ácido grasos no saturados, pero tales grasas se
convierten en líquidos o aceites a temperatura ambiente. Sin embargo,
ten cuidado al seleccionar productos hechos con aceites vegetales,
31
debido a que el procedimiento puede cambiar las características de una
grasa. La hidrogenación agregar átomos de hidrógeno ausentes los hace
más saturados y fuertes en textura, como la margarina es un aceite
vegetal, pero en forma hidrogenizada.
La función de los lípidos
Los lípidos además de proveer nueve calorías por gramo de energía, los
lípidos son parte integral de otras funciones importantes para la salud. Los
lípidos transportan las vitaminas A,D,E, y K a través de la sangre y sirven
de fuentes de ácido linoleico, este es un ácido esencial que no es producido
en el cuerpo, su función es en el crecimiento y en la piel.
Los lípidos en los alimentos añaden sabor y ayudan a satisfacer el hambre,
debido a que toman más tiempo en digerirse que los carbohidratos y
proteínas. Los lípidos en el organismo protegen a los órganos vitales, de las
lesiones y aisla el cuerpo para protegerlo del calor y del frío excesivo.
El colesterol es una sustancia parecida a la grasa que produce el hígado de
todos los animales y por lo tanto, sólo se encuentran en los alimentos de
origen animal, como las carnes, aves, huevos, y productos lácteos. El
cuerpo necesita algo de colesterol, como la grasa, pero éste fabrica el que
necesita. El colesterol es indispensable en la producción de las hormonas
sexuales, de la vitamina D (presente en los rayos del sol) y en la cubierta o
capa protectora que rodea a las fibras nerviosas. Al mismo tiempo, como
con la grasa, los niveles de colesterol en la corriente sanguínea constituyen
un gran factor de riesgo de enfermedades cardiacas.
Proteínas
Las proteínas son una parte vital de cada célula del cuerpo, son nutrientes
que ayudan a desarrollar y mantener los tejidos del cuerpo. Músculos,
huesos, tejidos conectivos, dientes, piel, sangre y órganos vitales, todos
contienen proteínas. Al igual que los carbohidratos las proteínas proveen
cuatro calorías por gramo, así como los azúcares y las grasas, las calorías
de las proteínas en exceso se convierten en grasas para el almacenaje.
Del mismo modo que las letras del alfabeto se ordenan para formar
palabras diferentes, las proteínas están hechas de cadenas de bloques
estructurales llamados aminoácidos. Estos aminoácidos se pueden ordenar
de numerosas maneras.
Sabías qué 6
El cuerpo puede fabricar once de los veinte diferentes aminoácidos que
necesita. Los nueve que el cuerpo no puede fabricar se conocen como
aminoácidos esenciales y tienen que provenir de los alimentos que comes.
Las proteínas se clasifican en: completas e incompletas dependiendo de los
aminoácidos que contiene los alimentos.
 Proteínas completas son los alimentos que contienen todos los
aminoácidos esenciales que el cuerpo necesita y en las cantidades
apropiadas. Estas fuentes incluyen productos animales, tales como
32

pescado, carne, aves, huevos, leche, queso, yogurt y varios productos
de soya.
Las proteínas incompletas son los alimentos que carecen de algunos de
los aminoácidos esenciales. Tales fuentes de alimentos derivados de las
semillas de las plantas, como legumbres, nueces, granos integrales y las
semillas mismas. Consumir varias fuentes de proteínas incompletas
producen el equivalente de una proteína completa.
Función de las proteínas
Durante cada uno de los períodos normales del crecimiento infancia, niñez,
adolescencia y el embarazo los aminoácidos generan nuevos tejidos en el
cuerpo. A través de la vida, las proteínas nuevas se forman constantemente
para reponer las células del cuerpo dañadas o gastadas.
Las proteínas en las enzimas, hormonas y anticuerpos también ayudan
a regular varios de los procesos del cuerpo.
Sabías qué 7






Sabías qué 8
Sabías qué 9
Estructural (colágeno y queratina)
Reguladora (insulina y hormona del crecimiento)
Transportadora (hemoglobina)
Defensiva (anticuerpos)
Enzimática (sacarosa y pepsina)
Contráctil (actina y miosina).
Figura 13. Alimentos que contienen proteínas.
33
Las vitaminas
Las vitaminas son compuestos que ayudan a regular varios procesos vitales
del cuerpo, incluso la digestión y el metabolismo de otros nutrientes. Las
vitaminas se conocen como micronutrientes porque se necesitan en
pequeñas cantidades. Aunque las vitaminas no suplen calorías, algunas de
éstas aceleran las reacciones que producen energía en las células del
cuerpo.
De las treces vitaminas que juegan un papel importante en la buena
nutrición, solamente una la vitamina D es producida por el cuerpo. El resto
se deriva de los alimentos. Las vitaminas están clasificadas en dos grupos
que son:
Vitaminas solubles en agua o hidrosolubles
Las vitaminas solubles en agua incluyen la vitamina C y ocho vitaminas del
complejo de vitamina B, como sugiere su nombre, las vitaminas solubles en
agua se disuelven en ésta y por lo tanto, pasan con facilidad al torrente
sanguíneo en el proceso de digestión.
Las cantidades en exceso se eliminan en la orina. Como estas vitaminas no
se almacenan en el cuerpo, necesita reponer el suministro de éstas a través
de los alimentos que se ingieren.
Figura 14. Alimentos que contienen vitaminas.
34
Vitaminas solubles en agua o hidrosolubles
Vitamina
Función
C ( ácido Protege contra las infecciones,
ascórbico)
ayuda en la formación del tejido
conectivo,
a cicatrizar heridas,
mantiene la elasticidad, y la
fortaleza de los vasos sanguíneos,
promueve la salud de los dientes y
las encías.
B1 (tiamina) Cambia la glucosa en energía o
grasa
ayuda
a
prevenir
la
irritabilidad de los nervios, fortalece
en buen apetito.
Fuente de alimento
Frutas cítricas, melón,
tomates,
repollo,
brécol,
papas
y
pimientos.
Cereales fortificados y
enriquecidos,
hígado,
legumbres,
nueces,
granos
enteros,
levadura y germen de
trigo.
B2
Produce
energía
en
los Leche, queso, espinaca,
(riboflavina) carbohidratos, lípidos y proteínas, huevos e hígado de res.
ayuda a mantener la piel en
condiciones saludable.
B6
Ayuda al metabolismo de los Cereales y germen de
aminoácidos
y
carbohidratos. trigo, hígado, carnes,
Convierte el aminoácido triptófano pescado, vegetales y
en serotonina (un mensajero del granos enteros.
cerebro) y niacina.
B12
Es necesaria para la producción de Se encuentra en los
los glóbulos rojos y para el productos
animales,
crecimiento normal.
tales como la carne,
pescado, aves, huevos
y leche.
Niacina
Protege todos los tejidos del cuerpo, Leche, huevos, aves,
ayuda a la producción de energía carnes,
legumbres,
requerida por el cuerpo para utilizar mantequilla de maní,
los carbohidratos, para sintetizar la granos
enteros
y
grasa humana y para la respiración cereales fortificados y
del tejido.
enteros.
Ácido fólico Es necesario para la producción de Carnes, pescado, aves,
ARN y ADN y para la formación de huevos y leche.
glóbulos rojos reduce el riesgo de
defectos de nacimiento.
Ácido
Tiene
la
función
en
la Leche, queso, aves,
pantoténico descomposición
y
síntesis
de germen de trigo, panes
carbohidratos, lípidos y proteínas y
cereales
enteros,
necesaria para la síntesis de legumbres y vegetales.
algunas hormonas adrenales.
35
Vitaminas solubles en grasa o liposolubles
Las vitaminas solubles en grasa son las siguientes: A, D, E y K, el cuerpo
obtiene la vitamina A de dos maneras directamente de los organismos
herbívoros y manufacturándolas de carotenoides en plantas como el
betacaroteno (una sustancia que se encuentra en la zanahoria), brócoli,
espinaca y otras verduras.
A diferencia de las vitaminas solubles en agua, las cuales se eliminan a
través de la orina, las vitaminas solubles en grasa se almacenan en el tejido
graso del cuerpo, el hígado y los riñones. La acumulación excesiva de estas
vitaminas puede tener un efecto tóxico u otro efecto perjudicial en el
cuerpo.
Vitaminas solubles en grasa o liposolubles
Vitamina
A
Función
Mantenimiento del tejido epitelial,
fortalece el esmalte de los dientes y
promueve el uso de calcio fósforo en la
formación de los huesos, crecimiento
de células del cuerpo, mantiene los ojos
húmedos, ayuda a adaptar los ojos a la
oscuridad y puede ayudar en la
protección contra el cáncer.
D
Promueve la absorción y el uso de Leche,
huevos,
calcio y fósforo, es esencial para el cereales,
sardinas,
desarrollo normal de los huesos y de salmón,
carnes,
los dientes.
margarinas
y
en
especial
períodos
cortos de los rayos
del sol.
E
Se puede relacionar con el transporte
de oxígeno a través de la sangre y la
longevidad, puede ser una protección
contra la destrucción de los glóbulos
rojos.
K
Es esencial para la coagulación de la Espinaca,
brócoli,
sangre, ayuda en la regulación del nivel huevos,
hígado,
de calcio en la sangre.
repollo, tomates y es
producida
por
las
bacterias intestinales.
36
Fuente de alimentos
Leche
y
otros
productos
lácteos,
vegetales, frutas
e
hígado.
Aceite
vegetal,
legumbres,
nueces,
semillas y germen de
trigo.
ACTIVIDAD DE APRENDIZAJE 4
Investiga en libros o en el internet la siguiente pregunta.
1. La diabetes es una enfermedad hormonal ocasionada por un mal
funcionamiento del páncreas que no produce la insulina. Esta hormona es
responsable, entre otras actividades, de facilitar el paso de glucosa a través
de la membrana celular. ¿Qué efectos puede producir la ausencia de
glucosa en el interior de las células?
2. El soporte estructural de las plantas y los animales son proteínas, ¿en
qué organismos hallaríamos celulosa y en qué la quitina?
¿Qué semejanzas y diferencias tienen la celulosa y la quitina?
3. ¿Son correctas las denominaciones de colesterol “bueno” y colesterol
“malo”? ¿Qué significan realmente?
4. Algunos alimentos contienen de manera natural la vitamina D, los
productores fortifican la leche con esta vitamina. ¿Por qué crees que la
leche fue el alimento escogido para este propósito?
37
AUTOEVALUACIÓN DE APRENDIZAJE
Investiga en libros o en el internet la siguiente pregunta.
1. La diabetes es una enfermedad hormonal ocasionada por un mal
funcionamiento del páncreas que no produce la insulina. Esta hormona es
responsable, entre otras actividades, de facilitar el paso de glucosa a través
de la membrana celular. ¿Qué efectos puede producir la ausencia de
glucosa en el interior de las células?
Que no se lleve a cabo el metabolismo celular de la célula, provocando la
muerte de la célula. Y problemas de salud en los seres vivos.
2. El soporte estructural de las plantas y los animales son proteínas, ¿en
qué organismos hallaríamos celulosa y en qué la quitina?
¿Qué semejanzas y diferencias tienen la celulosa y la quitina?
La quitina tiene la misma configuración de enlaces de glucosa que la
celulosa, sin embargo, en la quitina las subunidades de glucosa tienen un
grupo funcional nitrogenado y la celulosa no.
La quitina forma parte del esqueleto de algunos animales y de los hongos,
mientras que la celulosa es el sostén de la planta.
3. ¿Son correctas las denominaciones de colesterol “bueno” y colesterol
“malo”? ¿Qué significan realmente?
El colesterol bueno que es el de alta densidad se precipita y entra al
torrente sanguíneo y se elimina o es utilizado en el metabolismo y/o
tejidos.
El colesterol malo es de baja densidad pero no se elimina y se adhiere a los
conductos como las venas y arterias.
4. Algunos alimentos contienen de manera natural la vitamina D, los
productores fortifican la leche con esta vitamina. ¿Por qué crees que la
leche fue el alimento escogido para este propósito?
Porque la vitamina D fija el calcio y en la leche contiene gran cantidad de
éste elemento, además es un producto de mayor consumo sin importar la
edad.
Los niños si consumen calcio a temprana edad no tendrán problemas de
salud.
38
Ácidos nucleicos
Los ácidos nucleicos están formados por C, H, O, N y P y son polímeros
lineales de nucleótidos. Hay dos tipos ADN (ácido desoxirribonucleico) y el
ARN (ácido ribonucleico). Ambos tienen gran importancia en la transmisión
de los caracteres hereditarios y en la síntesis de proteínas. Actualmente
tiene gran importancia en los avances científicos en el campo de la
medicina, agricultura, ganadería e industrial.
Los ácidos nucleicos están formados por:
Una base nitrogenada, derivada de la purina (adenina y guanina) o de la
pirimidina (citosina, timina y uracilo).
Una pentosa, que puede ser ribosa (en el ARN) o desoxirribosa (en el ADN).
Ácido fosfórico una, dos o tres moléculas, según se trate de nucleótidos
monofosfato, difosfato o trifosfato.
El ADN tiene una doble hélice que es el símbolo de la revolución biológica,
iniciada en el siglo pasado. Esa estructura del ADN presenta indicios de
cómo podía desempeñar sus funciones de almacenamiento y transmisión de
la información genética.
El ARN se diferencia del ADN en que la pentosa es la ribosa, en lugar de
timina tienen uracilo y la cadena es lineal y no doble como en el ADN. A
nivel funcional el ARN ejecuta las ordenes del ADN para realizar la síntesis
proteica.
Figura 15. Estructura tridimensional del ADN.
39
ACTIVIDAD DE APRENDIZAJE 5
1. Analiza la siguiente pregunta.
Consulta en libros y/o internet.
¿Qué consecuencia trae y qué le pasa a lo ácidos nucleicos de las personas,
cuando están en lugares donde se usa continuamente radiación (como
rayos X, gama, beta e infrarrojo, etc.) o sustancias químicas peligrosas.
40
AUTEVALUACIÓN DE APRENDIZAJE
1. Analiza la siguiente pregunta.
Consulta en libros y/o internet.
¿Qué consecuencia trae y qué le pasa a lo ácidos nucleicos de las personas,
cuando están en lugares donde se usa continuamente radiación (como
rayos X, gama, beta e infrarrojo, etc.) o sustancias químicas peligrosas.
Se altera la composición química de estos compuestos y la persona y/o ser
vivo (animal y planta), presenta alteraciones conocidas como mutaciones y
problemas de salud.
41
RESUMEN
Los átomos son las partes más pequeñas de un elemento como el carbono,
el hierro o el oxígeno. Todos los átomos de un mismo elemento tienen la
misma estructura responsable esta de la gran mayoría de las características
químicas, pudiendo diferir en la cantidad de neutrones (isótopos). Las
moléculas son las partes más pequeñas de una sustancia como el azúcar, y
se componen de átomos enlazados entre sí. Si tienen carga eléctrica, tanto
átomos como moléculas se llaman iones: cationes si son positivos, aniones
si son negativos.
Los minerales son elementos químicos imprescindibles para el
funcionamiento metabólico. El agua circula entre los distintos
compartimentos corporales llevando electrolitos, que son partículas
minerales en solución. Tanto los cambios internos como el equilibrio acuoso
dependen de su concentración y distribución. Aproximadamente el 4 % del
peso corporal está compuesto por 22 elementos llamados minerales.
Desempeñan un papel importantísimo en el organismo, debido a que son
necesarios para la elaboración de tejidos, síntesis de hormonas y en la
mayor parte de las reacciones químicas en las que intervienen las enzimas.
Los carbohidratos son moléculas orgánicas compuestas por carbono,
hidrógeno y oxígeno. Son solubles en agua y se clasifican de acuerdo a la
cantidad de carbonos o por el grupo funcional que tienen adherido. Son la
forma biológica primaria de almacenamiento y consumo de energía.
Los lípidos están formados por carbono e hidrógeno y en menor medida
oxígeno, aunque también pueden contener fósforo, azufre y nitrógeno, que
tienen como característica principal el ser hidrofóbicas o insolubles en agua
y sí en disolventes orgánicos como la bencina, el alcohol, el benceno y el
cloroformo. En el uso coloquial, a los lípidos se les llama incorrectamente
grasas, ya que las grasas son sólo un tipo de lípidos procedentes de
animales. Los lípidos cumplen funciones diversas en los seres vivos, entre
ellas la de reserva energética.
Las proteínas son biomoléculas por cadenas lineales de aminoácidos. Las
proteínas desempeñan un papel fundamental para la vida y son las
biomoléculas más versátiles y más diversas. Son imprescindibles para el
crecimiento de los seres vivos. Realizan una enorme cantidad de funciones
diferentes, entre las que destacan:






Estructural (colágeno y queratina)
Reguladora (insulina y hormona del crecimiento)
Transportadora (hemoglobina)
Defensiva (anticuerpos)
Enzimática (sacarosa y pepsina)
Contráctil (actina y miosina).
42
Las proteínas están formadas por aminoácidos. Las proteínas de todos los
seres vivos están determinadas mayoritariamente por su genética.
La gran mayoría de las vitaminas esenciales no pueden ser sintetizadas
(elaboradas) por el organismo, por lo que éste no puede obtenerlos más
que a través de la ingesta equilibrada de vitaminas contenidas en los
alimentos naturales. Las vitaminas son nutrientes que junto a otros
elementos nutricionales actúan como catalizadoras de todos los procesos
fisiológicos (directa e indirectamente).
El ADN es una macromolécula que forma parte de todas las células.
Contiene la información genética usada en el desarrollo y el funcionamiento
de los seres vivos, siendo el responsable de su transmisión hereditaria.
Desde el punto de vista químico, el ADN es un polímero de nucleótidos, es
decir, un polinucleótido. Un polímero es un compuesto formado por varias
unidades simples conectadas entre sí, como si fuera un largo tren formado
por vagones. En el ADN, cada vagón es un nucleótido, y cada nucleótido, a
su vez, está formado por un azúcar la desoxirribosa, una base nitrogenada
y un grupo fosfato que actúa como enganche de cada vagón con el
siguiente.
El ácido ribonucleico es un ácido nucleico formado por una cadena de
ribonucleótidos. Es lineal y de hebra sencilla, en los seres vivos desempeña
diversas funciones. Es la molécula que dirige las etapas intermedias de la
síntesis proteica; el ADN no puede actuar solo, y se vale del ARN para
transferir esta información vital durante la síntesis de proteínas (producción
de las proteínas que necesita la célula para sus actividades y su desarrollo).
Hay varios tipos de ARN que regulan la expresión génica, mientras que
otros tienen actividad catalítica. El ARN es, más versátil que el ADN.
43
ACTIVIDAD DE CONSOLIDACIÓN
Lee la siguiente lectura.
Los bioelementos son elementos químicos que forman a los seres vivos,
algunos que constituyen más del 90% del peso y se conocen como
bioelementos primarios, mientras que los que se encuentran entre el 0.1%
y menores concentraciones se denominan oligoelementos.
Algunos bioelementos como el calcio, el flúor y el sílice forman parte de
algunas estructuras como conchas, caparazones, huesos y dientes. Otros
como el sodio, cloro y potasio regulan la cantidad de líquidos en el interior
celular. Finalmente, otros elementos como el magnesio, hierro, cobre yodo,
y manganeso constituyen parte clave de moléculas de gran importancia
como la clorofila, hemocianina, vitaminas y hormonas.
Instrucciones: coloca en el paréntesis la letra que corresponda al enunciado
correcto.
1.- (
) Molécula más abundante en los sistemas biológicos, ya que puede
constituir hasta el 90% de su peso, participa o se genera en varias
reacciones metabólicas y es el medio para que moléculas como los
carbohidratos, sales minerales, vitaminas y gases puedan entrar y salir de
las células.
a) Proteínas
2.- (
b) cloruro de sodio
c) ácido nucleico
d) agua
) ¿Cuál es la función del flúor y el sílice?
a) equilibrio osmótico
b) antioxidante
c) soporte y rigidez
d) cofactor de moléculas
3.- (
) Es un componente importante de los glóbulos rojos y es necesario
para el buen funcionamiento de todas las células corporales. La carencia de
él provoca anemia.
a) Magnesio
b) Sodio
c) Hierro
d) Calcio
4.- (
) Una característica de las vitaminas que se toman en cuenta para
su clasificación es su:
a) estructura
b) solubilidad
c) función
44
d) energía
5.- (
) Es una sustancia que no se puede descomponer ni convertir en
otras sustancias mediante procesos químicos ordinarios.
a) neutrón
6.- (
b) protón
c) átomo
d) molécula
) es el compuesto inorgánico más abundante en los seres vivos.
a) cloruro de sodio
b) agua
c) potasio
d) carbono
7.- (
) Sabías que un colibrí puede agitar sus alas más de 100 veces por
segundo para mantenerse inmóvil en el aire, mientras toma néctar de una
flor. ¿De donde obtiene el colibrí la energía para sus actividades cotidianas?
a) energía almacenada en los enlaces químicos de los alimentos que
consume
b) energía del sol
c) procesos anabólicos cuando se sintetizan las proteínas
d) energía de movimiento
8.- (
) Monosacárido principal fuente de energía de los seres vivos.
a) Galactosa
b) Desoxirribosa
c) Ribosa
d) Glucosa
9.- ( ) Tipo de lípidos más conocidos por su participación en los problemas
cardiacos.
a) Hormonas
10.- (
b) Triglicéridos
c) Colesterol
d) Triglicéridos
) Desempeñan función estructural de la célula y biocatalizadora.
a) Ácidos nucleicos
b) Proteínas
c) Lípidos
d) Carbohidratos
11.- (
) Son compuestos de largas cadenas de subunidades llamadas
nucleótidos.
a) Proteínas
b) Fosfolípidos
c) Ácidos nucleicos
12.- ( ) Es la función del ADN.
a) Almacenar y transmitir la información genética
b) Acelerar la velocidad de las reacciones químicas
c) Almacenar energía en el organismo
d) Estructurar el armazón del citoesqueleto
45
d) Lípidos
13. Instrucciones: relaciona las columnas.
(
) pH
a.- Elemento más abundante en los humanos.
(
) Hierro
b.- Oligoelemento que forma parte de hormona tiroides
(
) Base
c.- Ión negativo que se produce cuando una sal se disocia.
(
) Carbono
d.- Bioelemento indispensable para la sangre.
(
) Yodo
e.- Una sustancia de pH 9 se considera como …
(
) Anión
46
AUTOEVALUACIÓN
De la lectura anterior contesta las siguientes preguntas, anota en el
paréntesis la letra correcta.
1.- (d) Molécula más abundante en los sistemas biológicos, ya que puede
constituir hasta el 90% de su peso, participa o se genera en varias
reacciones metabólicas y es el medio para que moléculas como los
carbohidratos, sales minerales, vitaminas y gases puedan entrar y salir de
las células.
a) Proteínas
b) cloruro de sodio
c) ácido nucleico
d) agua
2.- (c) ¿Cuál es la función del flúor y el sílice?
a) equilibrio osmótico
b) antioxidante
c) soporte y rigidez
d) cofactor de moléculas
3.- (c) Es un componente importante de los glóbulos rojos y es necesario
para el buen funcionamiento de todas las células corporales. La carencia de
él provoca anemia.
a) Magnesio
b) Sodio
c) Hierro
d) Calcio
4.- (b) Una característica de las vitaminas que se toman en cuenta para su
clasificación es su:
a) estructura
b) solubilidad
c) función
d) energía
Instrucciones: coloca en el paréntesis la letra que corresponda al enunciado
correcto.
5.- (c) Es una sustancia que no se puede descomponer ni convertir en otras
sustancias mediante procesos químicos ordinarios.
a) neutrón
b) protón
c) átomo
d) molécula
6.- (b) es el compuesto inorgánico más abundante en los seres vivos.
a) cloruro de sodio
b) agua
c) potasio
d) carbono
7.- (a) Sabías que un colibrí puede agitar sus alas más de 100 veces por
segundo para mantenerse inmóvil en el aire, mientras toma néctar de una
flor. ¿De donde obtiene el colibrí la energía para sus actividades cotidianas?
a) energía almacenada en los enlaces químicos de los alimentos que
consume
b) energía del sol
c) procesos anabólicos cuando se sintetizan las proteínas
d) energía de movimiento
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8.- (d) Monosacárido principal fuente de energía de los seres vivos.
a) Galactosa
b) Desoxirribosa
c) Ribosa
d) Glucosa
9.-(c) Tipo de lípidos más conocidos por su participación en los problemas
cardiacos.
a) Hormonas
b) Triglicéridos
c) Colesterol
d) Triglicéridos
10.- ( b) Desempeñan función estructural de la célula y biocatalizadora.
a) Ácidos nucleicos
b) Proteínas
c) Lípidos
d) Carbohidratos
11.- (c) Son compuestos de largas cadenas de subunidades llamadas
nucleótidos.
a) Proteínas
b) Fosfolípidos
c) Ácidos nucleicos
d) Lípidos
12.- (a) Es la función del ADN.
a) Almacenar y transmitir la información genética
b) Acelerar la velocidad de las reacciones químicas
c) Almacenar energía en el organismo
d) Estructurar el armazón del citoesqueleto
13. Instrucciones: relaciona las columnas.
(
(
(
(
(
(
) pH
d ) Hierro
e ) Base
a ) Carbono
b) Yodo
c ) Anión
a.- Elemento más abundante en los humanos.
b.- Oligoelemento que forma parte de hormona tiroides
c.- Ión negativo que se produce cuando una sal se disocia.
d.- Bioelemento indispensable para la sangre.
e.- Una sustancia de pH 9 se considera como …
Aciertos
Interpretación de Resultados
13 - 11
Excelente
10 - 8
Muy Bien
7- 5
Bien
Menor a 5
Te sugiero que estudies de
nuevo el núcleo
48
GLOSARIO
Ácido
desoxorribonucleico
Es un ácido nucleico compuesto por una
macromolécula formada por dos cadenas
complementarias de nucleótidos y es la
responsable de la transmisión hereditaria.
Aminoácido
Es una molécula formada por los grupos
químicos amino y ácido carboxílico y
constituyen a las proteínas.
Anticuerpos
Un anticuerpo es una glucoproteína o una
proteína unida a uno o varios carbohidratos
que se puede encontrar en forma soluble en la
sangre o en algún otro fluido corporal de los
seres vivos.
Ácido ribonucleico
Es un ácido nucleico compuesto por una
macromolécula formada por una cadena de
nucleótidos y ayuda al ADN en la transmisión
hereditaria.
Átomo
Es la partícula más pequeña de un elemento
que conserva las propiedades de ese
elemento.
Calorías
Se define la caloría como la cantidad de
energía calorífica necesaria para elevar un
grado centígrado la temperatura de un gramo
de agua pura, desde 14,5 °C a 15,5 °C, a una
presión normal de una atmósfera.
Son compuestos que constituyen la principal
fuente de energía en las células.
Carbohidratos
Coloide
Soluciones cuyo soluto no está dispersado a
nivel molecular, sino en forma de pequeñas
micelas que contienen varias moléculas del
soluto.
Compuesto
Es la unión de dos o más elementos y que
están unidos por enlaces iónicos o covalentes.
Enzima
Sustancia proteica producida por las células,
que acelera una reacción química, actúa como
catalizador.
Glucosa
Es un carbohidrato formado por varias cadenas
de polímeros llamados polisacárido, constituye
la principal fuente de combustible en las
células.
Glucógeno
Es un polisacárido de origen animal y se
49
almacena en el tejido muscular y se forma en
el hígado.
Grasas
Conocidos también como lípidos que son
insolubles en agua, pero solubles en
compuestos orgánicos tales como cloroformo,
éter, alcoholes, etc.
Hormona
Sustancia producida por un organismo superior
que, presente en pequeñas cantidades en su
medio interno, controla el funcionamiento de
diversos órganos o tejidos sensibles a ellas.
Isótopo
Variante de átomo de un elemento químico
que difiere en la masa (número de masa),
pero no en el número atómico.
Metabolismo
Es el total de las reacciones químicas que se
efectúan dentro de una célula o dentro de
todas las células de un organismo.
Molécula
Esta formadas por un conjunto estable de al
menos dos átomos con enlaces covalentes.
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FUENTES DE INFORMACIÓN
FUENTES CONSULTADAS
Audesirk, T. Audesirk, G. y Byers, B. Biología. La vida en la Tierra. Pearson
Educación de México, 2008. cap. 1 y 2.
Bronson, M. M. y Merki D. Salud. Una guía para el bienestar. Editorial Mc
Graw Hill. 2003. cap. 20
Hill, J.W. Química y vida. Publicaciones Cultura, México, 1986. cap.2
Lenhinger, A.L. Curso breve de Bioquímica. Ediciones Omega, Barcelona,
1979. cap.2
Mertz, E.T. Bioquímica. Publicaciones Cultural, México, 1976. cap. 2
Rodríguez, R. Martha del C. Biología. Enfoque constructivista. Editorial Ges,
2007. cap. 1, lección 7-8.
Phillips, J., Strozak, V. y Wistrom, Ch. Química. Conceptos y Aplicaciones.
Editorial McGraw Hill. 1999. cap. 19
Scheider, W.L. Nutrición. Conceptos básicos y aplicaciones. McGraw-Hill,
México, 1985. cap. 2
Figura 1. Pirámide de alimentos de acuerdo a su composición química
(Fuente: Bronson, M. et al, 2003).
Bronson, M. et al. (2003). La nutrición y tu salud. Salud, una guía para el
bienestar. Graw Hill. Cap. 2
Figura 2. Niveles de organización de la materia.
Introducción a la vida en la Tierra. (Fuente: Audesirk, et – al. 2008).
Audesirk, et – al. 2008. Biología. La vida en la Tierra. Pearson Educación de
México. Cap. 1y 2.
Figura 3. Átomos del carbono, oxígeno, fósforo y calcio.
Átomos, moléculas y vida. (Fuente: Audesirk, et – al. 2008).
Audesirk, et – al. 2008. Biología. La vida en la Tierra. Pearson Educación de
México. Cap. 1y 2.
Figura 4. Tabla periódica
http://www.xenciclopedia.com/post/Quimica/Elemento-quimica.html
Figura. 5 Molécula del Agua.
http://www.xenciclopedia.com/post/Quimica/enlaces-quimicos.html
Figura 6. Ión sodio.
Átomos, moléculas y vida. (Fuente: Audesirk, et – al. 2008).
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Audesirk, et – al. 2008. Biología. La vida en la Tierra. Pearson Educación de
México. Cap. 1y 2.
Figura 7.Una muestra de solución de agua con aceite.
Átomos, moléculas y vida. (Fuente: Audesirk, et – al. 2008).
Audesirk, et – al. 2008. Biología. La vida en la Tierra. Pearson Educación de
México. Cap. 1y 2.
Figura 8. Concentración del pH en algunos alimentos.
Átomos, moléculas y vida. (Fuente: Audesirk, et – al. 2008).
Audesirk, et – al. 2008. Biología. La vida en la Tierra. Pearson Educación de
México. Cap. 1y 2.
Figura 9. Tabla de bioelementos
Hppt:www.bionova.org.es/biocast/p1/2.htm
Figura 10. Sal de sodio.
Átomos, moléculas y vida. (Fuente : Audesirk, et – al. 2008).
Audesirk, et – al. 2008. Biología. La vida en la Tierra. Pearson Educación de
México. Cap. 1y 2.
Figura 11. Alimentos que contienen carbohidratos.
(Fuente: Bronson, M. et al, 2003).
Bronson, M. et al. (2003). La nutrición y tu salud. Salud, una guía para el
bienestar. Graw Hill. Cap. 2
Figura 12. Cera forma parte de un lípido.
Átomos, moléculas y vida. (Fuente: Audesirk, et – al. 2008).
Audesirk, et – al. 2008. Biología. La vida en la Tierra. Pearson Educación de
México. Cap. 1y 2.
Figura 13. Alimentos que contienen proteínas.
(Fuente: Bronson, M. et al, 2003).
Bronson, M. et al. (2003). La nutrición y tu salud. Salud, una guía para el
bienestar. Graw Hill. Cap. 2
Figura 14. Alimentos que contienen vitaminas.
(Fuente: Bronson, M. et al, 2003).
Bronson, M. et al. (2003). La nutrición y tu salud. Salud, una guía para el
bienestar. Graw Hill. Cap. 2
Figura 15. Estructura tridimensional del ADN.
Átomos, moléculas y vida. (Fuente: Audesirk, et – al. 2008).
Audesirk, et – al. 2008. Biología. La vida en la Tierra. Pearson Educación de
México. Cap. 1y 2.
El plato del buen comer
http://www2.esmas.com/salud/nutricion/084267/el-plato-del-buen-comer
Fuente: NOM-043-SSA2-2005 (21/08/2009)
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FUENTES RECOMENDADAS
Frías, M. Biología I. Saber creativo. México. Editorial Nueva Imagen. 2010.
pp. 224.
Gama, F. Biología I. Un enfoque constructivista. México, Pearason Prentice
Hall. 2007. pp. 333.
Velásquez, M. Biología I. Bachillerato. Editorial México, ST. 2009. pp. 227.
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