Propiedades del Agua y el Carbono: Fundamentos de la Vida

Propiedades del Agua

Alta capacidad disolvente

El agua se considera el disolvente universal. Esto se debe a su enorme capacidad de disolución, al establecer fuerzas de solvatación con sustancias iónicas o enlaces de hidrógeno con las moléculas polares.

Elevada fuerza de cohesión

Las moléculas de agua están fuertemente cohesionadas entre ellas a causa de los enlaces de hidrógeno. Esto confiere al agua dos características:

  • Gran incompresibilidad: Se requiere mucha energía para aproximar dos moléculas de agua.
  • Elevada tensión superficial: La superficie del agua opone una enorme resistencia a romperse.

Alta fuerza de adhesión

Esta propiedad hace que el agua se adhiera a la superficie del recipiente que la contiene.

Alto calor específico y alto calor de vaporización

Se requiere mucha energía para elevar la temperatura del agua, así como para pasarla al estado gaseoso. La razón de esto es que una gran parte de la energía se emplea en romper los enlaces de hidrógeno, no en aumentar la temperatura por agitación molecular.

Bajo grado de ionización

En el agua pura, a 25 °C, solo una molécula de cada 107 está disociada en H+ y OH, de modo que la concentración de H+ es de 10-7 M. Por esta razón, el pH del agua pura es igual a 7.

Reducida viscosidad

La viscosidad es la resistencia que opone un líquido a fluir.

Mayor densidad en estado líquido que en estado sólido

El hielo, al ser menos denso que el agua líquida, flota sobre ella.

Ósmosis

Es el fenómeno por el cual, entre dos disoluciones acuosas de diferente concentración, separadas por una membrana semipermeable que deja pasar el disolvente pero no el soluto, se da un trasiego de agua desde la disolución más diluida (hipotónica) a la más concentrada (hipertónica), hasta que ambas alcanzan la misma concentración (isotónicas). La membrana plasmática es una membrana semipermeable. Esto significa que la célula debe vivir en un medio isotónico con ella, para evitar fenómenos osmóticos desfavorables. En un medio hipertónico, las células perderían agua por ósmosis hasta deshidratarse (plasmólisis). En un medio hipotónico, las células captarían agua por ósmosis hasta estallar (turgencia). En las células vegetales, en las de los hongos y en las bacterias, la pared celular las protege de las variaciones de presión osmótica del medio.

Propiedades del Carbono

– Puede crear hasta cuatro enlaces muy estables y dar lugar a estructuras de gran complejidad. – Tiene capacidad para formar más de dos enlaces covalentes con otros átomos como hidrógeno, oxígeno y nitrógeno. – El carbono abunda en la corteza terrestre, la atmósfera y la hidrosfera. – Es capaz de unirse con igual afinidad al oxígeno y al hidrógeno lo que hace posible las reacciones de óxido-reducción.

Genética

Genes. Son las unidades que determinan los distintos caracteres hereditarios. Cada gen ocupa una posición fija en su cromosoma, la cual se conoce con el nombre de locus (en plural, loci).

  • Codominancia. Los dos alelos, A1 y A2, tienen la misma dominancia, de tal modo que, cuando aparecen juntos, el resultado fenotípico es la suma de ambos. Estos alelos se llaman codominantes.
  • Genotipo. Es el conjunto de genes de un organismo. Los organismos diploides, puesto que poseen dos juegos de cromosomas, presentan dos loci y, en consecuencia, dos alelos para cada carácter: uno heredado del padre y otro heredado de la madre. 
  • Homocigoto y heterocigoto. Las células diploides, debido a la existencia de parejas de cromosomas homólogos, poseen dos alelos para cada carácter. 

    Se distinguen dos tipos de individuos: homocigotos heterocigotos.

    Homocigoto (raza pura): posee dos alelos idénticos: AA aa Heterocigoto (híbrido): posee dos alelos diferentes: Aa (aA).
  • Codominancia. Los dos alelos, A1 y A2, tienen la misma dominancia, de tal modo que, cuando aparecen juntos, el resultado fenotípico es la suma de ambos. Estos alelos se llaman codominantes.


1 Los híbridos obtenidos del cruce entre dos homocigotos muestran igual fenotipo. 

2 La segunda generación filial, nacida por autofecundación de los híbridos de la F1, no es de fenotipo uniforme y en ella reaparecen caracteres de los parentales que habían quedado enmascarados en la F1, en proporción 3:1. 

3 En la transmisión de dos o más caracteres simples, cada par de alelos responsable del control de un carácter se segrega y se transmite a la descendencia, con independencia de los otros pares de alelos. 

Esta tercera ley no se cumple si se trata de genes ligados, es decir, de genes cuyos loci se encuentran en el mismo cromosoma.

El retrocruzamiento es el cruzamiento de prueba que se realiza directamente con el progenitor homocigoto recesivo, en el caso de que este sea conocido y el cruce sea viable.


a) A representa los sustratos iniciales y C representa los productos finales en este proceso metabólico. En la gráfica se aprecia que la energía libre de C es superior a la de A por lo que el balance final indica que la ∆G >0 y se trata de una reacción endergónica, lo que indica que no es una reacción espontánea y para que se lleve a cabo se necesita un aporte de energía. B representa la energía de activación del proceso, siendo la Ea la energía necesaria para que se lleve a cabo la reacción metabólica.

b) El catabolismo es el conjunto de reacciones metabólicas en el cual se produce la descomposición de moléculas complejas en moléculas más simples, liberándose energía. Un ejemplo podría ser la respiración celular, la β-oxidación de los ácidos grasos o las fermentaciones. El anabolismo es el conjunto de reacciones o vías metabólicas que producen la síntesis de moléculas complejas a partir de moléculas sencillas, consumiéndose energía. Ejemplo de ruta anabólica es la fotosíntesis, en la que se sintetiza glucosa a partir de CO2 y H2O


a) 1) El compartimento del orgánulo donde tiene lugar el ciclo de Calvin se llama estroma. 2) Los fotosistemas I y II (PS I y PS II) se sitúan en las membranas tilacoides del cloroplasto. 3) La proteína más abundante en los cloroplastos es la Rubisco (ribulosa-1,5-bisfosfato carboxilasa/oxigenasa). 4) La ATP sintasa del cloroplasto se localiza en la membrana tilacoide. b) Cuatro funciones del aparato de Golgi en células vegetales son: 1) Modificación y procesamiento de proteínas sintetizadas en el retículo endoplasmático rugoso. 2) Empaquetamiento y clasificación de proteínas para su transporte a diferentes destinos celulares. 3) Síntesis y modificación de carbohidratos complejos. 4) Secreción de sustancias hacia el exterior de la célula.el exterior de la célula.