Download procariotas y eucariotas

INSTITUTO DE TECNOLOGÍA ORT
CARRERA DE TÉCNICO SUPERIOR EN
QUÍMICA Y BIOTECNOLOGÍA
CURSO DE NIVELACIÓN
CURSO DE NIVELACION 2009
CRONOGRAMA
Las clases se dictarán de lunes a jueves de 19.00 a 22.30 hs, entre el 2 y 12 de marzo de 2009.
Evaluación: lunes 16 de marzo 19.00 hs.
Día 1 - Química
El átomo. Revisión de modelos atómicos. Modelo atómico actual.
N° atómico, N° másico, masa atómica, Isótopos. Configuración Electrónica, Aplicación de la
regla de las diagonales.
Resolución de ejercicios.
Día 2 - Química
Tabla Periódica. Grupo. Periodo. Propiedades Periódicas, Electronegatividad, Radio atómico.
Teoría del Octeto de Lewis. Uniones Químicas, unión iónica, unión covalente.
Resolución de ejercicios.
Día 3 – Matemática y Física
Magnitudes. Magnitudes físicas, Magnitudes fundamentales, Magnitudes derivadas. Instrumental
de medición. Unidades de medida. Sistema Internacional, Sistema Métrico Legal Argentino
(SIMELA).
Resolución de ejercicios.
Día 4 – Biología
Niveles de Organización de la Materia. La Célula. Célula procarionte, Célula eucarionte.
Estructuras y organelas. Similitudes y diferencias. Cromosoma, ADN, Gen. Leyes de la Herencia.
Resolución de ejercicios.
Consultar comisión y días de encuentro en:
http://biotecnologiaort.blogspot.com
BIOTECNOLOGIA
QUÍMICA
Estructura del Átomo
Los átomos se hallan constituidos por dos zonas: una central llamada núcleo muy pequeña
(10-15 m) en relación al volumen total del átomo (10-10 m) y otra extra-nuclear. Casi toda la
masa del átomo está concentrada en el núcleo (99,9 %); la carga del mismo resulta positiva
dado que las partículas que lo constituyen (llamadas genéricamente nucleones) son los protones
(carga eléctrica +1) y los neutrones (carga eléctrica = 0).En la zona extra-nuclear se encuentran
los electrones, de carga eléctrica negativa (-1).
La masa de éstos últimos resulta despreciable frente a la de los protones y neutrones, según se
muestra en la siguiente tabla:
Zona del Átomo
Partícula
Carga eléctrica relativa
Núcleo
Protón
Neutrón
+1
0
Masa absoluta
(umas)
1,0073
1,0087
Zona extra nuclear
electrón
-1
5,48x10-4
Los átomos neutros de los elementos contienen el mismo número de protones que de
electrones. Se llama número atómico de un elemento al número de protones que posee un
átomo (que en el caso de un átomo neutro es igual al número de electrones). Se simboliza con
la letra Z. La identidad química de cada elemento químico se puede determinar a partir de su
número atómico. El número másico, representado por la letra A, es la suma del numero de
protones + neutrones que posee un átomo: A = Z + n.
Todos los átomos (neutros) de un mismo elemento contienen el mismo número de electrones y
protones pero pueden tener un número distinto de neutrones. Estos son los isótopos, o sea
átomos con el mismo número de protones pero que difieren en el número de neutrones, es
decir átomos qué contienen el mismo número atómico y diferente número másico.
Así, el elemento cloro (Símbolo químico Cl), tal como se lo encuentra en la naturaleza, es una
mezcla de dos isótopos: uno con número másico 35 (A=35) y el restante con número másico 37
(A=37), que se encuentran en diferente proporción. Para representar los isótopos se usa el
siguiente simbolismo: el número atómico Z se coloca en la parte inferior izquierda del símbolo
químico del elemento y el número másico A en la parte superior izquierda.
A
Z
X
Estructura electrónica de los átomos
El modelo más simple de un átomo (modelo planetario) propone a los electrones ubicados en
capas o niveles y subcapas o subniveles de energía.
Teorías más modernas han demostrado que resulta imposible precisar la posición y la velocidad
de los electrones que giran en torno al núcleo. Se habla así de regiones en las que existe una
elevada posibilidad de hallar a los electrones. Esas regiones se conocen como orbitales
atómicas. Cada nivel de energía consta de uno o varios orbitales atómicos. Los orbitales se
denominan s, p, d y f. Existen un solo orbital tipo s, tres tipo p, cinco tipo d y siete tipo f. Cada
orbital alberga (como máximo) 2 electrones, con sus espines (sentido de rotación) en
direcciones opuestas. Por consiguiente, se puede ejemplificar para los primeros niveles:
1
BIOTECNOLOGIA
NIVEL
1
2
3
SUBNIVEL
s
s
p
s
p
d
CANTIDAD MÁXIMA DE ELECTRONES POR
SUBNIVEL
NIVEL
2
2
2
6
8
2
6
10
18
El orden de llenado de electrones en los niveles y subniveles es el siguiente:
1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p 5s 4d 5p 6s 4f 5d 6p 7s 5f .......
De modo que la configuración electrónica de los primeros 10 elementos será:
Hidrogeno H (Z=l) 1s
Helio He (Z=2) 1s2
Lítio Li (Z=3) 1s2 2s
Berílio Be (Z=4) 1s2 2s2
Boro B (Z=5) 1s2 2s22p
Carbono C (Z=6) 1s2 2s2 2p2
Nitrógeno N (Z=7) 1s2 2s2 2p3
Oxigeno O (Z=8) 1s2 2s2 2p4
Fluor F (Z=9) 1s2 2s2 2p5
Neón Ne (Z=10) 1s2 2s2 2p6
Formación de iones
Si un átomo neutro capta uno o más electrones, poseerá en exceso una o más cargas negativas
(el número de protones no se modifica!), transformándose en un ión negativo o anión. Si en
lugar de ganar electrones, cede uno o más de éstos, se transformará en un ión positivo o
catión. Esto surge como consecuencia del balance entre el número de protones (que no ha
variado!) y el número de electrones (que en el segundo caso es menor!).
Ej. Ión O2-: configuración electrónica: 1s2 2s2 2p6
Ej. Ión Li+: configuración electrónica: 1s2
2
BIOTECNOLOGIA
TRABAJO PRÁCTICO N°1
1. Cuántos electrones y cuántos protones tiene un átomo neutro cuyo número másico es 56 y
posee 30 neutrones.
2. Indique el número de protones, neutrones y electrones en el átomo que se posee A=22 y
Z=11.
3. Complete el siguiente cuadro (átomos neutros)
Z
símbolo A
n° protones
n° electrones
n° neutrones
S
16
20
20
10
35
10
80
Sr
88
Sn
Hg
66
200
88
138
59
82
4. Complete el siguiente cuadro (corresponde a iones)
Carga Z
+3
Símbolo
13
80
+1
Na
-2
Se
+2
protones
neutrones
35
12
79
27
29
electrones
27
-1
+1
A
32
34
3
BIOTECNOLOGIA
5. En la naturaleza los elementos suelen encontrarse como mezcla de isótopos. Tres isótopos
del carbono son: 12C (carbono 12), 13C (carbono 13) y 14C (carbono 14). Este último es radiactivo
y se emplea en antropología para datar restos fósiles. Determine para cada isótopo el número
de partículas subatómicas.
6. Escriba la configuración electrónica completa del átomo de
a) Ne (Z=10)
b) Na (Z=11)
c) Cl (Z=17)
d) Ar (Z=18)
e) Ti (Z=22)
f) Zr (Z= 40)
7.
Escriba
A
cada
a) Z = 11 A = 23
Z
X
con el símbolo adecuado, para cada uno de los siguientes isótopos:
b) Z = 28 A = 64
c)Z = 17 A = 35
d) Z = 8 A = 17
8. Identifique los iones cuya configuración electrónica y carga se indica a continuación:
a) 1s2 2s2 2p6 carga +2
e) 1s2 2s2 2p6 carga +3
b) 1s22s22p6
carga -2
f) [Ar] 3d2
carga+3
2
6
c) [Ne] 3s 3p carga +1
g) [Ne] 3s2 3p6 carga+3
d) [Ne] 3s2 3p6 carga -1
9. Complete el siguiente cuadro:
Carga
Z
0
3
Atomo/
Ion
A
Número de Número de Número de
protones neutrones electrones
7
S
+2
0
+3
20
S
32
Si
28
20
14
9
13
Cl
+1
16
-2
27
35
17
11
12
20
Ca
11
17
10
23
+2
12
O-2
18
12
8
11
17
4
BIOTECNOLOGIA
Tabla Periódica
El sistema de arreglo y clasificación de los elementos químicos se denomina TABLA PERIÓDICA
DE LOS ELEMENTOS. Las propiedades de los elementos varían periódicamente cuando los
mismos se ordenan en orden creciente de número atómico (ley periódica). El número atómico
de un átomo neutro es igual al número de protones y de electrones, mientras que este último
determina la configuración electrónica del elemento, la cual determina a su vez las propiedades
del mismo.
Las filas horizontales de la tabla se denominan períodos, en tanto que las verticales se conocen
como grupos o familias de elementos. Todos los elementos de un mismo grupo presentan un
arreglo similar de electrones en el nivel más externo (electrones de valencia). Esta característica
les confiere propiedades químicas similares.
Los grupos se subdividen en dos clases; A y B, además de un último grupo indicado como grupo
cero. Existen 7 periodos y cada uno de ellos, con excepción del primero, comienza con un
elemento metálico, muy reactivo (del grupo IA o de los metales alcalinos), y finaliza en un gas
noble, de reactividad prácticamente nula. Un esquema de la tabla se muestra en la figura,
aclarando en la misma la denominación genérica de elementos representativos (bloques s y p),
elementos de transición o del bloque d (subgrupos B y VIII), elementos de transición interna o
del bloque f (elementos de número atómico del 57 al71 (lantánidos) y del 89 al 103 (actínidos).
El grupo ubicado en el margen derecho esta constituido por los gases nobles.
IA IIA
IIIA
IIIB IVB VB
Elem.
VIB
VIIB
Elementos de transición
VIIIB IB
IIB
Bloque d
Repres.
IVA
VA
VIA
VIIA
0
NO METALES
Elementos
Representativos
Bloque p
Bloq. s
M
E
T
A
L
E
S
Elementos de transición interna
Bloque f
En la tabla periódica puede observarse una división entre metales y no metales. Los metales,
ubicados a la izquierda de la Tabla son buenos conductores del calor y la electricidad, en tanto
que los no metales están ubicados en la parte superior derecha. Estos últimos se combinan
habitualmente entre ellos Ej dióxido de carbono CO2, o bien se produce la combinación con un
metal, Ej. cloruro de sodio NaCl.
Regla del octeto:
En general al formar compuestos, los elementos tienden a adquirir configuración electrónica de
gas noble más cercano (Excepción: elementos del primer período para los que vale la regla del
dueto (completar dos electrones)
H (1 e) + 1 e ———> He (2 e)
F (9 e) + 1 e ————-> Ne (10 e)
Na (11 e) – 1 e ———> Ne (10 e)
5
BIOTECNOLOGIA
Propiedades periódicas
Radio atómico: El radio atómico decrece gradualmente a lo largo de un período. Esto es
debido a que los átomos de un mismo periodo poseen el mismo número de capas o niveles de
electrones; al desplazarse hacia la derecha y pasar al elemento siguiente, el electrón que se
agrega se aloja en el mismo nivel, incrementándose sin embargo la carga nuclear en una unidad
(se agrega un protón). Esto provoca un aumento gradual en la atracción que el núcleo ejerce
sobre los electrones, produciendo una contracción de tamaño. A su vez, se puede observar un
marcado incremento del radio atómico al descender en cada grupo. Esto es una clara
consecuencia del aumento del número de capas electrónicas en ese sentido, cuyo notable efecto
no alcanza a ser contrarrestado por el aumento simultáneo de la carga nuclear.
Radio iónico: Cuando un átomo forma un catión, el radio disminuye en tanto que cuando forma
un anión el radio aumenta. Esto se debe a una disminución o un aumento del tamaño de la
nube electrónica. Por otro lado, cuando mayor es la carga de un catión, menor será su radio
iónico (mayor atracción entre núcleo y electrones).Dentro de un grupo, los iones de igual carga
aumentan su radio de arriba hacia abajo, como consecuencia del mayor número de capas
electrónicas.
Comparando especies isoelectrónicas dentro de un periodo (es decir iones que posean igual
número de electrones), como por ej. N-3, O-2, F-, se observa una disminución del radio iónico,
debido a que el número de electrones es siempre el mismo, pero la carga nuclear (protones)
aumenta progresivamente, provocando por consiguiente, mayor atracción entre electrones y
carga positiva (menor tamaño).
Electronegatividad: A cada elemento se le ha asignado un número positivo llamado
electronegatividad, que representa la habilidad de un átomo para atraer y retener los electrones
de enlace. Pauling desarrolló una escala de electronegatividades en la cual asignó el número 4 al
elemento flúor (F), que es el elemento con la mayor capacidad para atraer electrones, es decir
el más electronegativo. Los elementos más electronegativos se encuentran en el extremo
superior derecho de la tabla periódica. Los elementos cesio (Cs) y francio (Fr), en el otro
extremo de la tabla periódica (inferior izquierdo) tienen los valores mas bajos de
electronegatividad. El F con su configuración electrónica ls2 2s2 2p3 , sólo necesita atraer un
electrón para quedar con una configuración estable de gas noble (Ne) (o capa completa).
Contrariamente, los elementos del grupo IA (alcalinos), a los que pertenece el Cs, tienen una
configuración de gas noble con un solo electrón en su último nivel. Por esa razón, para adquirir
la configuración del gas noble siguiente necesitaría captar un gran número de electrones. Así es
que tiene más facilidad para ceder su único electrón y formar un ion positivo (configuración de
gas noble anterior) que para captar electrones para formar un ion negativo. En general, valores
grandes de electronegatividad significan facilidad para atraer electrones en tanto que valores
pequeños significan dificultad para atraer electrones (y facilidad para ceder electrones).
6
BIOTECNOLOGIA
TRABAJO PRÁCTICO N°2
1. Emplee la tabla periódica para indicar el símbolo y número atómico de cada uno de los
elementos siguientes, especificando si se trata de un metal o un no metal: iodo, magnesio, oro,
litio, flúor, cromo, plata, mercurio, nitrógeno, potasio, uranio.
2. Cierto elemento, ampliamente distribuido en la naturaleza, tiene la siguiente configuración
electrónica: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p2. Indicar cuál es el elemento, aclarando a qué periodo y a qué
grupo de la tabla periódica pertenece.
3. Tachar lo que no corresponda:
a) La estructura electrónica de los elementos alcalinos es tal que en su nivel u órbita más
externa hay: 8-7-6-1-2 electrones.
b) Un elemento que forma fácilmente iones A-2 debe tener: 3-6-2-4-5 electrones en su capa de
valencia o nivel más externo.
c) La estructura electrónica de los halógenos es tal que en su órbita o nivel más externo hay: 35-1-7-6 electrones.
4. Complete el siguiente cuadro:
Config. electrónica
Símbolo
Grupo
Período
1s2 2s1
1s2 2s2
1s2 2s2 2p6 3s2
1s2 2s2 2p2
5. Identifique el elemento cuya configuración electrónica es: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p3 y complete los
siguientes puntos, relacionando también con el tema anterior:
a) el número total de electrones es ……….. y es igual al número de………. en el núcleo del átomo
b) El número de electrones en la capa de valencia es .........,coincide con el número de
...............
c) En la capa de valencia hay .......... electrones en el subnivel ....... y .......... electrones en el
subnivel............
d) El elemento pertenece al período ........... los electrones se ubican en el nivel caracterizado
con un valor de n= .......... los electrones interiores se ubican en las capas con n = .............. y
n =……….
e) Si el elemento gana tres electrones se transforma en un ion ...................... (..................),
cuya configuración electrónica es ....................................
6. Dadas las características del núcleo de cuatro átomos diferentes complete el siguiente cuadro
e indique que elementos presentan propiedades químicas similares.
Átomo
Protones
Neutrones
A
4
5
B
8
8
C
12
12
D
16
16
Símbolo
No de e- en la capa de valencia
Período
Grupo
Metal / No Metal
7
BIOTECNOLOGIA
Uniones Químicas
¿Qué es un enlace químico? Se define como la fuerza de enlace o atracción que mantiene
unidos a grupos de dos o más átomos para que funcionen como unidad. Cuando los átomos se
combinan para formar enlaces químicos utilizan para ello los electrones de la capa más externa
o de valencia. En general, la naturaleza busca situaciones de estabilidad y ésta en general se
obtiene cuando los átomos adoptan configuraciones electrónicas idénticas a la de los gases
nobles (por ésta causa: una muy estable configuración electrónica) los gases nobles son muy
poco reactivos y tienden a no combinarse con otros elementos. Esta tendencia puede enunciarse
como una regla:
Regla del octeto: En general al formar compuestos, los elementos tienden a adquirir
configuración electrónica de gas noble más cercano (Excepción: elementos del primer período
para los que vale la regla del dueto (completar dos electrones)
Ej.
H (1 e-) + 1 e........ CE He (2 e-)
F (9 e ) + 1 e ......... CE Ne (10 e-)
Na (11 e-) – 1 e- ……… CE Ne (10 e-)
Esta tendencia los elementos tratan de cumplirla cuando forman compuestos a través de dos
tipos de enlaces químicos: iónico y covalente.
Enlace Iónico: implica una transferencia de electrones de un átomo a otro, es decir tiene que
ver con la formación de iones. Hemos visto que un ión se forma cuando un átomo neutro cede o
recibe electrones, lo que implica una diferencia entre el número de electrones y el número de
protones que hay en el núcleo. Hemos visto también que los iones pueden ser positivos o
negativos (cationes o aniones). Estos iones positivos y negativos son los que se atraen entre sí
por fuerzas electrostáticas, es decir de origen eléctrico, y se disponen ordenadamente en el
espacio formando una RED IÓNICA O CRISTALINA, (distribución tridimensional de iones, tal
como se encuentra en minerales no amorfos).
La posibilidad de formación de un anión o un catión está directamente asociada a la
estructura o configuración electrónica del átomo neutro. De acuerdo con ésta, los átomos que
tienden a formar iones son aquellos que presentan su órbita, capa o nivel electrónico externo
incompleto.
Los átomos que tienen 1, 2 ó 3 electrones en su última órbita tienden a cederlos,
quedando con una órbita externa de 8 electrones y formando iones positivos con tantas cargas
positivas como electrones cedan. En general los elementos de los grupos I, II y IIIA (todos ellos
elementos representativos - metales) forman cationes mono, bi y trivalentes respectivamente.
En tanto, los átomos que en su última órbita poseen 5, 6 ó 7 electrones tienden a ganar
electrones para completar esa órbita llegando a 8 electrones. Es así que se forman iones
negativos con tantas cargas negativas como electrones reciban. En general, los elementos de los
grupos V, VI y VIIA (elementos representativos de carácter no-metálico) forman aniones con
carga -3, -2 y -1 respectivamente.
¿Cómo se puede saber cuándo se va a formar un compuesto iónico? El enlace iónico
prevalece cuando la diferencia de electronegatividad (en compuestos de no más de 2 elementos
distintos, es decir la electronegatividad del no-metal menos la electronegatividad del metal) es
grande (próxima a 2 o mayor).
Recordando lo visto previamente, los elementos de la Tabla Periódica tienen distintas
electronegatividades, es decir diferentes tendencias a atraer electrones. Los elementos más
electronegativos (no metales) captan electrones fácilmente y se encuentran ubicados en la parte
superior derecha de la tabla. Los menos electronegativos (o más electropositivos, es decir los
de mayor carácter metálico) tienden a cederlos y están ubicados en la parte inferior izquierda
de la tabla.
8
BIOTECNOLOGIA
Por ejemplo, la diferencia de electronegatividades entre los átomos que componen el
compuesto NaCl es de 2,1 (3 para el Cl y 0,9 para el Na). Esta diferencia es grande y dice que el
compuesto es iónico. E1 Na es un metal perteneciente al grupo I, por lo tanto tiende a perder
un electrón para llegar a la configuración gas noble próximo (Ne).
El proceso se representa:
Na
Na+ + 1 e- (el Na+ es isoelectrónico con el Ne)
El electrón liberado es tomado por el átomo de Cl (perteneciente al grupo VII, por lo tanto
tiende a ganar un electrón para llegar a la configuración del gas noble más próximo: Ar)
El proceso se representa:
Cl + 1 eCl- (el Cl- es isoelectrónico con el Ar)
El siguiente ejemplo, para el CaF2, indica que la diferencia de electronegatividades es 4 0,7 = 3, (neto carácter iónico). Si se procede en forma similar a la anterior:
Ca
Ca+2 + 2 e- (por ser el Ca del grupo II)
F+1e
F(por ser el F del grupo VII)
El átomo de Ca cede 2 electrones y se convierte en un ión divalente. Pero cada átomo de F
acepta sólo un electrón para completar su última órbita, por lo tanto necesitamos 2 átomos de
F, uno por cada electrón que cede el Ca. Los iones así formados se atraen y forman el
compuesto cristalino fluoruro de calcio cuya fórmula es CaF2.
Enlace Covalente: En el punto anterior se trató del tipo de enlace que se presenta cuando dos
tipos muy distintos de átomos reaccionan para formar iones con cargas opuestas, pero ¿qué
fuerza de enlace existe entre dos átomos idénticos? Ej. al acercarse dos átomos de O, para
formar O2, los electrones son atraídos dé forma simultánea por los dos núcleos, no existe
transferencia de electrones sino que se unen compartiendo dos electrones para completar el
octeto (configuración de gas noble). Se forma un enlace covalente. Cuando dos o más átomos
comparten electrones a través de un enlace de este tipo, la unidad eléctricamente neutra se
llama molécula. La unión covalente es simple si cada átomo aporte un electrón, doble si cada
átomo aporta dos electrones o triple si cada átomo aporta tres electrones, es decir la unión
puede ser múltiple. Los enlaces covalentes prevalecen entre elementos no metálicos, para los
cuales la diferencia de electronegatividades es nula o pequeña. En forma general, cuando dos
elementos tienen una diferencia de electronegatividades igual a 0 se dice que la unión es
covalente pura o no polar, mientras que si la diferencia de electronegatividades menor que 1,7 y
distinta de cero, se dice que forman un compuesto covalente polar.
En general, cuando no hay cesión de electrones pero el compuesto se encuentra
constituido por dos tipos diferentes de átomos de electronegatividades no muy distintas, uno de
ellos (el de mayor electronegatividad) atraerá más fuertemente a los electrones del enlace, por
lo tanto los electrones se hallarán más próximos al elemento más electronegativo originando
una distribución desigual de cargas.
Ejemplos de compuestos covalentes:
a) molécula de Hidrógeno H - H ( H2 ); la diferencia de electronegatividades es 2,1 - 2,1 = 0
(enlace covalente puro o covalente no polar).
b) molécula de Cloruro de Hidrógeno H – Cl (HCl); la diferencia de electronegatividades es 3,0 2,1 = 0,9 (covalente polar)
Diferencia
electronegatividades
de
Tipo de enlace
Cero
Covalente puro
Intermedio
Covalente polar
Grande
Iónico
Carácter Iónico
Carácter covalente
9
BIOTECNOLOGIA
TRABAJO PRACTICO N°3
1. Basándose en los valores de electronegatividad prediga cuál/es de los siguientes pares será
iónico o covalente:
a) H y O
b) N y N
c) Na y F
d) H y S
e) N y H
2. Dados los siguientes compuestos:
a) CaCl2 b) F2 c) P2O5 d) HCl e) BH3 f) H2O
I) Ordenarlos según diferencia de electronegatividad creciente en sus enlaces
II) Indicar que tipo de enlaces podrían presentar
3. Para cada uno de los siguientes pares de uniones posibles, indique cual es el enlace más
polar:
a) S y O S y Cl b) N y O P y O
4. X, Y y Z son tres elementos con las siguientes características:
 X forma aniones X2 isoelectrónicos con el Ar (Z=18)
 Y pertenece al mismo grupo que el Br (Z=35) y al mismo período que el Si (Z=14)
 Z forma compuestos iónicos con el Na (Z=11) de estequiometría NaZ y pertenece al segundo
período.
a) ¿Cuál es el número atómico de X, Y y Z?
b) ¿A qué grupo y período pertenecen X, Y y Z?
5. Escribir las fórmulas de Lewis y desarrolladas (si corresponde) de los siguientes compuestos:
a) F2
b) O2
c) N2
d) CaO
e) HBr
f) NaI
g) CO2
h) Cl2O
i) NH3
j) Li2S
10
BIOTECNOLOGIA
EJERCITACIÒN ADICIONAL
1. ¿En qué se diferencian los protones de los electrones?
2. La masa atómica del cloro es 35,5 uma. ¿Cuál es su masa atómica expresada en gramos?
3. ¿En qué se transforma un átomo de Fe cuando pierde 2 electrones?
4. Completar el siguiente párrafo:
El número atómico del aluminio es 13 y su número másico es 27. El núcleo del ... de
aluminio tiene ... protones y ... neutrones. En su corteza hay ………….
5. El número atómico del uranio es 92. ¿Cuántos protones y cuántos electrones hay en un
átomo de uranio?
6. Calcular el número de electrones, de protones y de neutrones de los siguientes átomos:
Litio Silicio Fósforo
7. La masa atómica del oro es 197. ¿Qué significa esta afirmación?
8. La masa atómica del neón es 20,2 uma. ¿Cuál es su masa atómica expresada en gramos?
9. Clasificar como metales, semimetales, no metales o gases nobles los siguientes elementos:
litio (Li), carbono (C), flúor (F), neón (Ne), magnesio (Mg), silicio (Si), potasio (K), hierro
(Fe) y germanio (Ge).
10. Calcular el número de protones, el número de electrones y el número de neutrones de los
isótopos del carbono
12
Cy
14
C.
11. ¿Qué partículas atómicas aportan prácticamente la totalidad de la masa del átomo?
12. Definir los términos «masa atómica relativa» y «número másico». Si el número másico de
un átomo es un número entero, ¿cómo explicas que la masa atómica relativa del elemento
sea un número decimal?
13. Averiguar la masa atómica media del litio sabiendo que, en estado natural, este elemento
contiene un 7,42 % de isótopo de masa atómica relativa 6 y un 92,58 % de isótopo de
masa atómica relativa 7.
14. Completar el siguiente párrafo:
Los gases nobles se caracterizan por su falta de reactividad, por su resistencia a formar
____________ Tienen ocho ____________ en su última capa electrónica, excepto el
____________que tiene dos. Un átomo es más estable cuando gana o pierde
____________ hasta adquirir una configuración electrónica igual a la de un ____________
Por ejemplo, el sodio (Na) tiene ocho ____________ en la segunda capa y ____________
en la tercera; si pierde este último electrón, se transforma en el ____________ Na + que es
11
BIOTECNOLOGIA
más estable que el ____________ neutro de sodio porque tiene la misma configuración
electrónica que el ____________ .
15. Un átomo tiene de número atómico 33 y de número másico 74 a) Deducir toda la
información que puedas sobre el interior de ese átomo b) Indicar su posición en la Tabla
Periódica c) Escribir el número atómico y el número másico de un isótopo de ese átomo.
16. Completar la siguiente tabla:
Símbolo
(Z)
11
As
53
Sr
O
(A)
nº protones
nº neutrones
12
205
31
73
127
88
nº electrones
90
15
9
85
46
Carga eléctrica
0
+3
0
+3
-1
+1
-2
-2
17. a) Escribir la configuración electrónica del bromo (Br) y, a partir de ella, indicar su posición
en la tabla periódica.
b) Escribir la configuración electrónica del elemento que se encuentra en el mismo grupo que el
bromo pero en el anterior período.
c) ¿Por qué son tan estables los iones: Ca+2 y Na+?
d) Escribir la configuración electrónica del magnesio y, a partir de ella, indicar su posición en la
tabla periódica.
e) Indicar la configuración electrónica del elemento que se encuentra en el mismo grupo que el
magnesio pero en el siguiente periodo.
12
BIOTECNOLOGIA
FISICA
INTRODUCCIÓN
La Física es una ciencia fundamental que aborda los principios básicos del universo. Constituye
los conocimientos sobre los cuales se levantan las otras ciencias naturales, como la astronomía,
la química, la geología. La belleza de la Física radica en la simplicidad de sus teorías
fundamentales y en la manera en que sólo unos cuántos conceptos, ecuaciones y suposiciones
fundamentales pueden transformar y ampliar la visión del mundo que nos rodea.
Los miles de fenómenos físicos (entendiéndose por fenómeno a un cambio) son sólo parte de
una ó más de las siguientes ramas de la Física:
1) la mecánica clásica, que se relaciona con el movimiento de los objetos que se mueven a
velocidades pequeñas comparadas con la velocidad de la luz.
2) La relatividad, que es la teoría que describe objetos que se mueven a cualquier velocidad,
incluso aquellos cuyas velocidades se aproximan a la de la luz.
3) La termodinámica, que trata con el calor, la temperatura y el comportamiento estadístico de
un gran número de partículas.
4) El electromagnetismo, que comprende la teoría de la electricidad, el magnetismo y los
campos electromagnéticos.
5) La mecánica cuántica, una teoría que estudia el comportamiento de las partículas a nivel
submicroscópico, así como en el mundo macroscópico. Muchos de los principios básicos
empleados para comprender los sistemas mecánicos pueden emplearse después para describir
fenómenos naturales como las ondas y la transferencia de calor, así como las leyes de la
conservación de la energía y momento son muy importantes en la teoría fundamental de la
Física cuántica.
La física parte de las observaciones experimentales y mediciones cuantitativas, usa un limitado
número de leyes que gobiernan los fenómenos naturales desarrollando teorías que pueden
predecir los resultados de los futuros experimentos y del comportamiento de la naturaleza.
Las leyes fundamentales empleadas en el desarrollo de las teorías se expresan en el lenguaje de
la Matemática, herramienta que brinda un puente entre la teoría y el experimento. Cuando
surge una discrepancia entre la teoría y el experimento, deben formularse nuevas teorías y
experimentos para solucionar la misma.
MEDICIÓN
Medir es comparar una magnitud respecto de otra considerada homogénea. En el proceso de
medición interviene:
- LA MAGNITUD A MEDIR
- EL INSTRUMENTO DE MEDICIÓN
- LAS UNIDADES USADAS.
- LA MEDIDA: ES EL RESULTADO DE LA MEDICIÓN
MAGNITUD FÍSICA
Magnitud física: es toda cantidad susceptible de ser medida. Por ejemplo: de una silla,
podemos medir la cantidad masa, con una balanza, ó el peso con un dinamómetro, ó la
longitud de la altura con una regla.
Hay distintos tipos de clasificación de magnitudes:
Magnitudes fundamentales y derivadas
Una forma de clasificar depende de la forma de definirlas. Para unas cuantas magnitudes
básicas es necesario describir la forma de medirlas; en cambio para otras magnitudes se
describe la forma de calcularlas a partir de otras magnitudes medibles.
13
BIOTECNOLOGIA
Es así como tenemos:
Magnitudes fundamentales
Se llaman fundamentales porque a partir de éstas se obtienen todas las demás:
LONGITUD
MASA
TIEMPO
TEMPERATURA
INTENSIDAD DE CORRIENTE ELÉCTRICA
Magnitudes derivadas:
Ejemplos:
DENSIDAD
VELOCIDAD
ACELERACIÓN
FUERZA
Magnitudes escalares y vectoriales
Otra forma de clasificar las magnitudes es la siguiente:
Magnitudes escalares:
Son las que quedan perfectamente definidas por un número y su correspondiente unidad.
Por ej. MASA, TEMPERATURA, LONGITUD, PRESIÓN.
Magnitudes vectoriales:
Para definirlas correctamente es necesario indicar, punto de aplicación, sentido, dirección
e intensidad. En éste caso se usa como herramienta para su representación: un vector,
pues éste condensa los elementos que definen las magnitudes vectoriales. Por ej.
VELOCIDAD, ACELERACIÓN, FUERZA.
INSTRUMENTOS DE MEDICIÓN
Todos los instrumentos miden distinto tipo de magnitudes y cada una de ellos esta graduado
con distintas escalas de medida, usando unidades correspondientes a cada magnitud. Así un
termómetro, mide la magnitud temperatura y está graduado en grados Celsius o centígrados
que son las unidades.
UNIDADES DE MEDIDA
Las unidades de las magnitudes fundamentales se denominan unidades fundamentales.
Un conjunto de unidades fundamentales definen un sistema de unidades. Un sistema de
unidades es el llamado Sistema Internacional (SI) que además es la base del Sistema Métrico
Legal Argentino (SIMELA). Tres de las unidades fundamentales se dan a continuación.
Magnitud Fundamental
Unidad Fundamental
en el SI
Longitud ( d )
Metro ( m )
Masa ( m )
kilogramo ( kg )
Tiempo ( t )
segundo ( s )
14
BIOTECNOLOGIA
Unidades
x 10
cm
centímetro
÷ 10
Longitud
mm
milímetro
dm
decímetro
m
metro
dam
decámetro
Masa
mg
cg
dg
miligramo centigramo decigramo
g
gramo
dag
hg
Kg
decagramo hectogramo Kilogramo
x 100
Superficie
cm2
mm2
dm2
cm3
mm3
Km
Kilómetro
÷ 100
m2
x 1000
Volumen
hm
hectómetro
dam2
hm2
Km2
hm3
Km3
÷ 1000
dm3
m3
dam3
Con las unidades de las magnitudes fundamentales, se construyen las unidades de las restantes
magnitudes: son las unidades derivadas.
La velocidad, en cierto caso especial es, el cociente entre la longitud y el tiempo empleado en
recorrerla: v = d/ t. La unidad correspondiente será la obtenida por el cociente entre la unidad
de longitud y la de tiempo. En símbolos [ v ] = [ d ] / [ t ] = m / s
Algunas Magnitudes Vectoriales y sus unidades en el Sistema Internacional
Magnitud
Derivada
Velocidad
(v)
Aceleración
(a)
Unidad en el
SI
m/s
m/s2
Aceleración
de la
gravedad
(g)
m/s2
Fuerza (F)
Peso (P)
Newton (N)
N = Kg m/s2
Newton (N)
N = Kg m/s2
Algunas Magnitudes Escalares y sus unidades en el Sistema Internacional
Magnitud
Derivada
Unidad en el
SI
Area o
Superficie (A;S)
m2
Volumen (V)
Densidad ()
m3
Kg / m3
Trabajo (L)
Joule (J)
J=N.m
ANÁLISIS DIMENSIONAL
El análisis dimensional es una herramienta muy útil a la hora de trabajar matemáticamente. La
densidad de un gas por ejemplo depende de la masa y del volumen, en general las distintas
magnitudes del conjunto que describen un fenómeno físico están relacionadas entre sí. El
análisis dimensional es una técnica que permite establecer los aspectos más generales de ésa
relación entre cualquiera de las magnitudes.
15
BIOTECNOLOGIA
Esta técnica se basa en que las magnitudes físicas tienen asociadas ciertas unidades. Al
relacionar magnitudes hay que comprobar que la relación sea dimensionalmente homogénea, es
decir, no se puede comparar una masa con un tiempo, ó una presión con una temperatura.
Entonces:
EN UNA IGUALDAD AMBOS MIEMBROS DEBEN TENER LAS MISMAS
UNIDADES
Además, por ejemplo, no se puede restar la presión con la velocidad, ni restar la aceleración con
una masa.
SOLAMENTE SE PUEDEN SUMAR Ó RESTAR TÉRMINOS QUE SE EXPRESEN
EN LAS MISMAS UNIDADES
Mediante estas dos reglas y conociendo las unidades de las magnitudes físicas con las que
tratamos, podemos detectar ciertos errores cuando escribimos una ecuación o cuando
deducimos una ecuación manipulándola algebraicamente. En otras palabras, mediante el análisis
dimensional podemos descubrir, en ciertos casos que la ecuación que escribimos es incorrecta.
Consideremos el siguiente ejemplo:
Un auto moviéndose con velocidad constante. Tenemos como dato la distancia (d) recorrida y
la velocidad (v), y nos preguntan cuánto es el tiempo (t) que tardó el auto en hacer el viaje.
Supongamos que tenemos la ecuación t = v / d, ¿es correcta?
La primera regla nos dice que ambos miembros de la igualdad deben tener las mismas
unidades. En la ecuación planteada el miembro de la izquierda es el tiempo (t) cuya unidad es
el segundo, en símbolos [t] = s
El miembro de la derecha es el cociente v/d, por lo tanto la unidad será igual al cociente de la
unidad de velocidad y la de distancia. En símbolos [ v / d ] o sea:
[ v / d ] = m/s = 1/s
m
Entonces resulta que la unidad del miembro de la izquierda (s) es diferente a la unidad del
miembro de la derecha (1/s). Por lo tanto la ecuación es incorrecta.
La ecuación correcta debería ser: t = d/v.
16
BIOTECNOLOGIA
TRABAJO PRÁCTICO N°4
1) Ordenar en una tabla el siguiente listado, clasificando magnitudes, unidades e instrumentos
de medición:
Día - reloj - metro cuadrado – velocidad - termómetro - temperatura - km/h - cm – mes –
presión - gramo - newton - balanza – aceleración - centímetro cúbico – área - cinta métrica litros - años luz – hectómetro
2) Pasar a la unidad solicitada:
a) 20 km a m
b) 0,3 m a km
c) 30.000 cm3 a litros
d) 3 h a s
e) 3 s a h
f) 14 m2 a cm2
g) 35,50 kg a cg
h) 24,67 g a hg
i) 72 m/s a km/h
j) 72 km/s a m/s
3) Analizar dimensionalmente: ¿Cuáles de las siguientes ecuaciones son dimensionalmente
correctas?
a) d = 3 m/s2 . (2s)2 + 5 m
b) t = 5 s + 3 m/s
c) 20N/4Kg = 5 m/s2
d) 10N/4Kg = 2,5 (m/s)2
4) A partir del análisis dimensional, digan cuáles de las siguientes fórmulas no usarían para
calcular la superficie de un círculo.
a) 2 . . R
b)  . R2
c) 4/3 . R3
5) ¿Cuáles de las siguientes fórmulas son dimensionalmente correctas?
d: distancia, t: tiempo, v: velocidad, a: aceleración, g: aceleración de la gravedad, m: masa,
F: fuerza, P: peso, L: Trabajo.
a) d = a . v
b) a = v2/ d
c) t =a/v
d) d = v + 1/2 . a . t2
e) t = v/a + d/v
f) F = 2 m . g
g) F = 2 + m . g
h) a = (F − g) / m
i) a = (m . g − F)/m
j) L = m . v2
k) L = ½ m . v2
17
BIOTECNOLOGIA
6) Determinar el volumen del Aula.
7) Una pieza sólida de madera tiene una masa de 23,94 g y un volumen de 25,6 cm3. De
acuerdo con éstos datos:
a) ¿podría tratarse de madera de pino?
b) expresar el resultado en kg/ m3
Datos útiles: densidad = masa / volumen. La madera de pino tiene una densidad menor a
0,8 g/cm3.
18
BIOTECNOLOGIA
BIOLOGIA
NIVELES DE ORGANIZACIÓN DE LA MATERIA
La materia se encuentra organizada en diferentes estructuras, desde las más pequeñas hasta las
más grandes, desde las más complejas hasta las más simples. Esta organización determina
niveles que facilitan la comprensión de nuestro objeto de estudio: la vida.
Cada nivel de organización incluye a los niveles inferiores y constituye, a su vez, los niveles
superiores. Y lo que es más importante, cada nivel se caracteriza por poseer propiedades que
emergen en ese nivel y no existen en el anterior: las propiedades emergentes.
Así, una molécula de agua tiene propiedades diferentes de la suma de las propiedades de sus
átomos constitutivos -hidrógeno y oxígeno-. De la misma manera, una célula cualquiera tiene
propiedades diferentes de las de sus moléculas constitutivas, y un organismo multicelular dado
tiene propiedades nuevas y diferentes de las de sus células constitutivas. De todas las
propiedades emergentes, sin duda, la más maravillosa es la que surge en el nivel de una célula
individual, y es nada menos que la vida.
La interacción entre los componentes de un nivel de organización determina sus propiedades.
Así, desde el primer nivel de organización, el nivel subatómico hasta el nivel de la biosfera, se
producen interacciones permanentes. Durante un largo espacio de tiempo estas interacciones
dieron lugar al cambio evolutivo. En una escala de tiempo más corta, estas interacciones
determinan la organización de la materia viva.
Todas las organismos que habitan la Tierra constituyen la biosfera. La biosfera es la parte de la
Tierra en la que existe vida; es sólo una delgada película de la superficie de nuestro planeta.
La Tierra es el único planeta conocido en el que hay vida.
La superficie de la Tierra se puede dividir en diferentes biomas. Los biomas son áreas
geográficas que se diferencian por su vegetación característica.
Uno de los biomas de la Tierra es la sabana.
Los distintos componentes de cada bioma se encuentran en permanente interacción;
analizándolo desde este punto de vista, constituyen un ecosistema. Los ecosistemas están
formados por componentes bióticos y abióticos que interactúan entre sí. A través de esos
componentes fluye la energía proveniente del Sol y circulan los materiales. Dentro de un
ecosistema hay niveles tróficos.
En la sabana se pueden encontrar diferentes tipos de ecosistemas.
19
BIOTECNOLOGIA
Los ecosistemas están formados por comunidades. Las comunidades están constituidas por los
componentes bióticos de un ecosistema. En términos ecológicos, las comunidades incluyen a
todas las poblaciones que habitan un ambiente común y que interactúan entre sí. Estas
interacciones son las fuerzas principales de la selección natural.
En el ecosistema terrestre de la sabana, hay una comunidad constituida por jirafas, leones,
acacias, gramíneas y descomponedores, entre otros.
Las comunidades están formadas por poblaciones. Las poblaciones son grupos de organismos
de la misma especie que se cruzan entre sí y que conviven en el espacio y en el tiempo. El
conocimiento de la dinámica de poblaciones es esencial para los estudios de las diversas
interacciones entre los grupos de organismos.
Una de las poblaciones de esta comunidad del ecosistema terrestre de la sabana es la de las
jirafas.
Las poblaciones están formadas por individuos. Los individuos multicelulares pueden alcanzar el
nivel de organización de tejidos, de órganos o de sistemas de órganos. En cada caso, están
formados por grupos de estructuras que trabajan en forma coordinada.
Entre los muchos individuos que componen esta población de jirafas, podemos distinguir una
jirafa en particular.
Los individuos multicelulares están formados por sistemas de órganos. Los sistemas de órganos
trabajan en forma integrada y desempeñan una función particular. Los sistemas de órganos, en
conjunto, forman el organismo completo, que interactúa con el ambiente externo. Sin embargo,
no todos los organismos multicelulares alcanzan el nivel de organización de sistemas de
órganos o de órganos.
Uno de los sistemas de órganos presentes en esta jirafa particular, es el sistema circulatorio.
Los sistemas de órganos están constituidos por órganos particulares. Los órganos tienen una
estructura tal que les permite realizar diversas funciones en forma integrada. Estas funciones
20
BIOTECNOLOGIA
contribuyen al funcionamiento del sistema y del organismo completo.
Uno de los órganos del sistema circulatorio de esta jirafa es el corazón.
Los órganos están formados por distintos tipos de tejidos. Los tejidos se encuentran unidos
estructuralmente y funcionan de manera coordinada. Algunos organismos sólo alcanzan el nivel
de organización de tejidos.
Un tejido que forma parte de este corazón es el tejido muscular, de un tipo especial, llamado
cardíaco.
Los tejidos están formados por células. La célula es la unidad estructural y funcional de los
seres vivos. Muchos organismos son unicelulares. Las propiedades características de los
sistemas vivos no emergen gradualmente a medida que aumenta el grado de organización.
Aparecen súbita y específicamente en forma de una célula viva, algo que es más que sus
átomos y moléculas constituyentes y que es diferente de ellos. Nadie sabe con exactitud
cuándo o cómo comenzó su existencia este nuevo nivel de organización: la célula viva. Sin
embargo, cada vez son más las evidencias en favor de la hipótesis que postula que las células
vivas se autoensamblaron espontáneamente a partir de moléculas más simples.
El músculo cardíaco está compuesto por millones de células similares a la de la figura.
Las células contienen numerosos complejos macromoleculares. Las macromoléculas constituyen
estructuras complejas tales como las membranas y las organelas. Algunas estructuras están
presentes tanto en procariotas como en eucariotas, pero difieren en ambos tipos de
organismos.
Una complejo de macromoléculas que se encuentra en todas las células es la membrana
plasmática.
Las estructuras complejas macromoleculares están formadas por distintas macromoléculas. Las
macromoléculas cumplen funciones esenciales en la célula. Algunas son componentes
estructurales, otras cumplen funciones reguladoras y otras actúan como directoras de toda la
actividad celular.
Un tipo de macromolécula que se encuentra en todas las membranas plasmáticas es la
glucoproteína.
21
BIOTECNOLOGIA
Las macromoléculas pueden estar constituidas por moléculas semejantes o diferentes. Las
moléculas son los componentes fundamentales de las células. Existen moléculas orgánicas e
inorgánicas. En los seres vivos se encuentran una gran variedad de moléculas de estructura y
función diversas.
Una molécula que compone a todas las glucoproteínas es el aminoácido.
Las moléculas están constituidas por átomos. Los átomos son las partículas más pequeñas de
un elemento –una sustancia que no puede ser desintegrada en otra sustancia por medios
químicos ordinarios–. Los átomos están constituidos por partículas subatómicas. La búsqueda
de partículas subatómicas es objeto de investigación permanente, lo que lleva a realizar otros
nuevos descubrimientos que originan nuevas hipótesis, en un sinfín de preguntas y respuestas.
Todos los aminoácidos están formados, por lo menos, por átomos de carbono, hidrógeno,
oxígeno y nitrógeno.
LA CÉLULA
La vida se caracteriza por una serie de propiedades que emergen en el nivel de organización
celular. La teoría celular constituye uno de los principios fundamentales de la biología y
establece que:
a. todos los organismos vivos están formados por una o más células;
b. las reacciones químicas de un organismo vivo, incluyendo los procesos liberadores de
energía y las reacciones biosintéticas, tienen lugar dentro de las células;
c. las células se originan de otras células, y
d. las células contienen la información hereditaria de los organismos de los cuales son parte
y esta información pasa de la célula progenitora a la célula hija.
Hay dos tipos distintos de células: las procariotas y las eucariotas. Las células procarióticas
carecen de núcleos limitados por membrana y de la mayoría de las organelas que se encuentran
en las células eucarióticas. Los procariotas fueron la única forma de vida sobre la Tierra durante
casi 2.000 millones de años; después, hace aproximadamente 1.500 millones de años,
aparecieron las células eucarióticas. Se ha postulado la llamada "teoría endosimbiótica" para
explicar el origen de algunas organelas eucarióticas.
Por ser de un tamaño muy pequeño, las células y las estructuras subcelulares necesitan de
microscopios para poder ser observadas por el ojo humano, de limitado poder de resolución. Los
22
BIOTECNOLOGIA
tres tipos principales son el microscopio óptico, el microscopio electrónico de transmisión y el
microscopio electrónico de barrido. Se han desarrollado además otras técnicas microscópicas.
PROCARIOTAS Y EUCARIOTAS
Todas las células comparten dos características esenciales. La primera es una membrana
externa, la membrana celular -o membrana plasmática- que separa el citoplasma de la célula de
su ambiente externo. La otra es el material genético -la información hereditaria- que dirige las
actividades de una célula y le permite reproducirse y transmitir sus características a la progenie.
Existen dos tipos fundamentalmente distintos de células, las procariotas y las eucariotas. En las
células procarióticas, el material genético se encuentra en forma de una
molécula grande y circular de DNA a la que están débilmente asociadas
diversas proteínas. En las células eucarióticas, por el contrario, el DNA
es lineal y está fuertemente unido a proteínas especiales. Dentro de la
célula eucariótica, el material genético está
rodeado por una doble membrana, la envoltura
nuclear, que lo separa de los otros contenidos celulares en un núcleo
bien definido. En las procariotas, el material genético no está contenido
dentro de un núcleo rodeado por una membrana, aunque está ubicado
en una región definida llamada nucleoide.
En el citoplasma se encuentra una gran variedad de moléculas y complejos moleculares. Por
ejemplo, tanto los procariotas como los eucariotas contienen complejos proteicos y de RNA
llamados ribosomas que desempeñan una función clave en la unión de los aminoácidos
individuales durante la síntesis de proteínas. Las moléculas y complejos
moleculares están especializados en determinadas funciones celulares. En las
células eucarióticas, estas funciones se llevan a cabo en una gran variedad de
estructuras rodeadas por membranas -llamadas organelasque constituyen distintos compartimientos internos dentro
del citoplasma. Entre las organelas se destacan las
mitocondrias, centrales energéticas de las células y, en las
células vegetales, los cloroplastos, donde acontece la CLOROPLASTO
MITOCONDRIA
fotosíntesis.
La membrana celular de los procariotas está rodeada por una pared celular externa que es
elaborada por la propia célula. Ciertas células eucarióticas, incluyendo las de las plantas y
hongos, tienen una pared celular, aunque su estructura es diferente de la de las paredes
celulares procarióticas. Otras células eucarióticas, incluyendo las de nuestro cuerpo y las de
otros animales, no tienen paredes celulares. Otro rasgo que distingue a los eucariotas de las
procariotas es el tamaño: las células eucarióticas habitualmente son de mayor tamaño que las
procarióticas.
En las células eucarióticas, ciertas proteínas se organizan formando intrincadas estructuras que
dan lugar a una especie de esqueleto interno, el citoesqueleto, que aporta sostén estructural y
posibilita el movimiento celular.
23
BIOTECNOLOGIA
ESTRUCTURAS CELULARES
Estructura
Descripción
Función
Gran estructura rodeada por una doble
Control de la célula
Núcleo celular
Núcleo
membrana; contiene al nucleolo y los
cromosomas
Nucleolo
Cromosomas
Zona de diferentes características de
Lugar de síntesis ribosómica; ensamble de
tinción, carece de membrana limitante.
subunidades ribosómicas
Compuestos de un complejo de ADN y
Contiene genes (unidades de información
proteínas, llamado cromatina; se observan hereditaria que gobiernan la estructura y la
en forma de estructuras en cilindro
actividad celular)
durante la división celular
Sistema de membranas de la célula
Membrana celular Membrana limitante de la célula viva
(membrana
plasmática)
Contiene al citoplasma; regula el paso de
materiales hacia dentro y fuera de la célula;
ayuda a mantener la forma celular; comunica a
la célula con otras
Retículo
Red de membranas internas que se
Sitio de síntesis de lípidos y de proteínas de
endoplásmico
(RE)
extienden a través del citoplasma
membrana; origen de vesículas intracelulares
Liso
Carece de ribosomas en su superficie
Biosíntesis de lípidos; desintoxicación de
externa
medicamentos
Los ribosomas tapizan su superficie
Fabricación de muchas proteínas destinadas a
externa
secreción o incorporación en membranas
gránulos compuestos de RNA y proteínas;
Síntesis de polipéptidos
Rugoso
Ribosomas
de transporte, que acarrean proteínas en
proceso de secreción.
algunos unidos al RE, otros libres en el
citoplasma
Aparato de Golgi
Lisosomas
Compuesto de saculaciones membranosas
Modifica, empaca (para secreción) y distribuye
planas
proteínas a vacuolas y a otros organelos
Sacos membranosos (en animales)
Contiene enzimas que degradan material
ingerido y desperdicios celulares
Vacuolas
Peroxisoma
Sacos membranosos (sobre todo en
Transporta y almacena material ingerido,
plantas, hongos y algas)
desperdicios y agua
Sacos membranosos que contienen una
Sitio de muchas reacciones metabólicas del
gran diversidad de enzimas
organismo
Organelas transductores de energía
Mitocondria
Sacos que constan de dos membranas: la
Lugar de la mayor parte de las reacciones de la
membrana interna está plegada en crestas respiración celular; transformación en ATP de la
energía proveniente de glucosa o lípidos
Cloroplasto
Sistemas de tres membranas; contienen
La clorofila captura energía luminosa; se
clorofila en las membranas tilacoideas
producen ATP y otros compuestos energéticos
24
BIOTECNOLOGIA
internas
que después se utilizan en la conversión de CO2
en glucosa
Citoesqueleto
Microtúbulos
Tubos huecos formados por subunidades
Proporcionan soporte estructural; intervienen
de tubulina
en el movimiento y división celulares; forman
parte de los cilios, flagelos y centríolos
Microfilamentos
Estructuras sólidas, cilíndricas, formados
Proporcionan soporte estructural; participan en
por actina
el movimiento de las células y organelos, así
como en la división celular
Centríolos
Par de cilindros huecos cerca del centro de Durante la división celular en animales se forma
la célula; cada centríolo consta de nueve
un huso mitótico entre ambos centríolos; en
grupos de tres microtúbulos (estructura 9
animales puede iniciar y organizar la formación
x 3)
de microtúbulos; no existen en las plantas
superiores
Cilios
Proyecciones más o menos cortas que se
Locomoción de algunos organismos
extienden de la superficie celular,
unicelulares; desplazamiento de materiales en
cubiertos por la membrana plasmática;
la superficie celular de algunos tejidos
compuestos de dos microtúbulos centrales
y nueve pares periféricos (estructura 9 +
2)
Flagelos
Proyecciones largas formadas por dos
Locomoción de las células espermáticas y de
microtúbulos centrales y nueve periféricos
algunos organismos unicelulares
(estructura 9 + 2); se extienden desde la
superficie celular; recubiertos por
membrana plasmática
25
BIOTECNOLOGIA
TRABAJO PRÁCTICO N°5
Responder las siguientes preguntas:
1) a) ¿Qué niveles de organización pueden presentar los seres vivos?
b) Indicar en qué nivel de organización se ubican los componentes del organismo humano
que se nombran a continuación y luego ordenarlos de menor complejidad a mayor
complejidad: corazón, glóbulos rojos, tejido conectivo, lípidos, neuronas, ADN, ARN,
estómago, cerebro, proteínas, piel, espermatozoide, pulmones, carbono, protón,
mitocondria, glucosa, sistema digestivo, hidrógeno, núcleo celular (tener en cuenta que en
un mismo nivel se puede incluir más de un componente).
2) Si pensamos en una célula como el espermatozoide, a) ¿Qué estructuras permiten su
desplazamiento? b) ¿Qué organelas poseerán en gran cantidad?
3) ¿Que estructuras se esperaría encontrar más desarrolladas en las células de hojas verdes?
4) ¿Todas las células que conforman un organismo contienen la misma información?
5) Completar los siguientes esquemas:
26
BIOTECNOLOGIA
TRABAJO PRÁCTICO N° 6
1. En el hombre el color pardo de los ojos "A" domina sobre el color azul "a". Una pareja en la
que el hombre tiene los ojos pardos y la mujer ojos azules tienen dos hijos, uno de ellos de ojos
pardos y otro de ojos azules. Averiguar:
a. El genotipo del padre.
b. La probabilidad de que el tercer hijo sea de ojos azules.
2. El albinismo (a) es un carácter recesivo con respecto a la pigmentación normal (A).
¿Cuál sería la descendencia de un hombre albino en los siguientes casos?
a. Si se casa con una mujer sin ningún antecedente familiar de albinismo.
b. Si se casa con una mujer normal cuya madre era albina.
3. En el guisante, los caracteres tallo largo (L) y flor roja (R) dominan sobre tallo enano (l) y flor
blanca (r). ¿Cuál será la proporción de plantas doble homocigóticas que cabe esperar en la F2
obtenida a partir de un cruzamiento entre dos líneas puras, una de tallo largo y flor blanca con
otra de tallo enano y flor roja? Indicar el genotipo de todas las plantas homocigóticas que
pueden aparecer en la F2. Razonar la respuesta.
4. Se cruza un ratón de pelo largo y de color gris con otro también de pelo largo pero de color
blanco, ¿existe alguna posibilidad de que nazcan ratones con el pelo corto y de color gris? ¿Y
con el pelo corto y de color blanco? Si es así, ¿cuándo? (Pelo largo: L, pelo corto: l; y pelo gris,
B, sobre pelo blanco b).
5. Se sabe que la hemofilia está provocada por un gen recesivo ligado al sexo. Una mujer que
tiene un hermano hemofílico, y cuyo marido es normal, acude a una consulta de genética.
a. ¿Qué porcentaje de sus hijos varones heredará la enfermedad?
b. Si el marido de la mujer es hemofílico, ¿cambiarán los porcentajes para sus hijos?
6. El sistema de grupos sanguíneos AB0, está determinado por tres alelos A, B, 0. Indicar las
proporciones fenotípicas que se espera en la descendencia de los cruzamientos siguientes:
a. AA x AB
b. AA x B0
c. AA x A0
d. A0 x A0
e. A0 x AB
7. Si un hombre de grupo sanguíneo AB se casa con una mujer de grupo A, cuyo padre era de
grupo 0. ¿Qué grupos sanguíneos se puede esperar entre sus hijos y con qué frecuencia?
8. Un hombre de grupo sanguíneo A y una mujer de grupo sanguíneo B tienen cuatro hijos, de
los cuales, uno pertenece al grupo AB, otro al 0, otro al B, y otro al A. Señalar razonadamente el
genotipo de los padres.
27
BIOTECNOLOGIA
TABLA DE ELECTRONEGATIVIDAD
28