Resumen: Química de la materia viva

📋 Esquema del Curso

1. Materia viva y estado coloidal
2. Límites y composición elemental
3. Biomoléculas y representaciones
4. Enlaces de la materia viva
5. Técnicas de estudio biológico
6. Partes y tipos de microscopios
7. Resolución y microscopía óptica
8. Microscopía electrónica

📖 1. Materia viva y estado coloidal

🔑 Conceptos clave y definiciones

• Materia viva: Tipo de materia del que están compuestos todos los seres vivos.
• Coloide: Una disolución cuyas partículas de soluto tienen un tamaño de centésimas de micrómetro.
• Estado de agregación: Describe el grado de movilidad de los átomos y las moléculas en los estados sólido, líquido y gaseoso.
• Tixotropía: La capacidad de algunos coloides, como la ameba, para pasar repetidamente de sol a gel y de gel a sol.

📝 Puntos esenciales

📌 La materia muerta procede de materia viva que ya no forma parte del organismo, mientras que la materia no viva corresponde a objetos que por naturaleza nunca son seres vivos, como una roca.

📌 Los coloides pueden presentarse como sol, de consistencia líquida o fluida, o como gel, de consistencia espesa.

💡 Truco mnemotécnico

Materia viva frente a materia muerta y materia no viva

📖 2. Límites y composición elemental

🔑 Conceptos clave y definiciones

• Bioelementos: Los elementos químicos que forman parte de los seres vivos en proporciones muy variables y normalmente pequeñas.

★ Imprescindible

• La materia viva está formada por seres con límites físicos definidos y con un tamaño comprendido en un intervalo propio de cada especie.

• Los bioelementos más abundantes y presentes en todos los seres vivos son H, N, O y C; forman el esqueleto de las biomoléculas, y H y O forman el agua.

Complementos

• El examen espectroscópico ha mostrado que el universo está formado por los mismos elementos químicos y que no existen átomos exclusivos de los seres vivos.

• Los bioelementos poco abundantes pero presentes en todos los seres vivos son Na, Mg, P, S, K, Cl y Ca, y forman parte de las sales minerales del organismo.

• Los oligoelementos presentes en todos los seres vivos son:

  • Mn
  • Fe
  • Co
  • Cu
  • Zn

💡 Truco mnemotécnico

CHON: carbono, hidrógeno, oxígeno y nitrógeno

📖 3. Biomoléculas y representaciones

🔑 Conceptos clave y definiciones

• Principios inmediatos: Sustancias químicas que se aíslan de un material biológico mediante procesos físicos que no alteran su composición.

★ Imprescindible

• Los principios inmediatos incluyen biomoléculas, agua y sales minerales, mientras que los bioelementos también reciben el nombre de principios mediatos.

📌 Las biomoléculas son fabricadas por los organismos y son exclusivas de los seres vivos desde el punto de vista biológico, mientras que los principios inmediatos no son exclusivos de ellos.

• Las fórmulas moleculares indican el tipo y el número de átomos de una molécula, pero no muestran cómo están unidos.

📌 La fórmula semidesarrollada muestra cómo están unidos los átomos, la fórmula desarrollada representa todos los átomos y enlaces, y los modelos espaciales aproximan la configuración tridimensional.

Complementos

📌 El modelo de varillas destaca las distancias entre los centros atómicos y los ángulos de enlace, mientras que el modelo compacto representa el tamaño y la forma de la molécula conservando radios atómicos y ángulos.

💡 Truco mnemotécnico

Molecular → semidesarrollada → desarrollada → espacial

📖 4. Enlaces de la materia viva

🔑 Conceptos clave y definiciones

• Enlace covalente: El enlace químico principal de la materia viva y permite formar moléculas estables en ambientes acuosos.
• Puente de hidrógeno: Una atracción débil entre regiones moleculares con cargas iónicas parciales de signo distinto.

★ Imprescindible

• Las moléculas covalentes pueden ser:
  • poco polares
  • hidrofóbicas
  • anfipáticas
  • hidrofílicas
  • ionizables

📌 El enlace simple entre carbonos permite el giro de los átomos, mientras que el enlace doble impide ese giro y solo permite isómeros de posición cis y trans.

• Cuando el agua se congela, sus moléculas adoptan una estructura más ordenada con espacios vacíos, por lo que el hielo ocupa más volumen y tiene menor densidad que el agua.

Complementos

• El enlace doble hace rígida y plana una parte de la molécula, y esa rigidez influye en la forma final de las proteínas.

• Los puentes de hidrógeno estabilizan estructuras como la doble hélice del ADN y la hélice alfa de las proteínas.

• La estabilidad de los puentes de hidrógeno disminuye cuando aumenta la temperatura.

• El enlace iónico no se encuentra en la materia viva, aunque existen formaciones cristalinas como el aragonito de las conchas, la hidroxiapatita y las estructuras de sílice.

💡 Truco mnemotécnico

Enlace covalente estable frente a puente de hidrógeno débil pero cooperativo

📖 5. Técnicas de estudio biológico

🔑 Conceptos clave y definiciones

• Análisis físico-químico: El conjunto de técnicas de laboratorio destinadas a separar e identificar los componentes celulares y las moléculas de la materia viva.

📝 Puntos esenciales

📌 El examen visual estudia imágenes de la materia viva, mientras que el análisis físico-químico separa e identifica sus componentes celulares y moléculas.

📌 El examen visual macroscópico observa la muestra a simple vista y globalmente, mientras que el examen microscópico utiliza instrumentos para obtener imágenes amplificadas.

💡 Truco mnemotécnico

Examen visual para observar frente a análisis físico-químico para separar e identificar

📖 6. Partes y tipos de microscopios

★ Imprescindible

• El revólver sostiene varios objetivos, la platina sostiene la muestra, el condensador concentra la luz, la fuente de luz ilumina la muestra y el ocular permite visualizarla.

📌 El macrométrico permite enfocar la imagen y el micrométrico realiza el ajuste fino para obtener mayor claridad.

📌 El microscopio estereoscópico permite apreciar el relieve porque tiene duplicados el ocular y el objetivo, mientras que los microscopios binocular y monocular no proporcionan ese relieve.

Complementos

• El microscopio binocular se observa con ambos ojos y el microscopio monocular utiliza un solo objetivo y un ocular; ambos permiten obtener imágenes con aumento y resolución elevados.

💡 Truco mnemotécnico

Iluminar → concentrar → sostener → enfocar → observar

📖 7. Resolución y microscopía óptica

🔑 Conceptos clave y definiciones

• Aumento: El aumento es la relación entre el tamaño de la imagen proyectada y el tamaño del objeto real, y se obtiene multiplicando el aumento del ocular por el del objetivo.
• Límite de resolución: La distancia mínima entre dos puntos para que puedan percibirse separados.
• Poder de resolución: La capacidad de un microscopio para mostrar nítidos dos puntos muy próximos y es el inverso del límite de resolución.

★ Imprescindible

📐 Fórmula - El aumento total del microscopio se obtiene mediante $A=A_{ocular}\times A_{objetivo}$.

📌 El microscopio de campo claro requiere muestras teñidas o con alto contraste natural sobre un fondo iluminado, mientras que el de campo oscuro muestra la muestra brillante sobre un fondo oscuro.

• El contraste de fase permite observar células vivas sin teñir y sus orgánulos en movimiento, y la variante de Nomarski proporciona una imagen tridimensional de la superficie celular.

Complementos

• La resolución mejora con una longitud de onda menor y con aceite de inmersión, que aumenta el índice de refracción entre la muestra y el objetivo.

• La fluorescencia puede detectar: moléculas autofluorescentes como la vitamina A, anticuerpos marcados con fluorocromos, sondas de ADN marcadas con fluorocromos

• La microscopía de polarización emplea luz polarizada para destacar estructuras ordenadas o cristalinas anisótropas, que aparecen brillantes sobre un fondo oscuro.

💡 Truco mnemotécnico

Menor longitud de onda → mayor resolución y detalle

📖 8. Microscopía electrónica

★ Imprescindible

• La microscopía electrónica utiliza un haz de electrones como fuente de iluminación, cuya longitud de onda es mucho menor que la de la luz visible y proporciona mayor poder de resolución.

📌 La microscopía electrónica requiere un tubo en vacío para evitar que los electrones se dispersen al chocar con moléculas de aire.

Complementos

• En la microscopía electrónica los electroimanes realizan la función que desempeñan las lentes de vidrio en los microscopios ópticos.

💡 Truco mnemotécnico

Electrones y vacío → menor dispersión y mayor poder de resolución

📊 Tablas de síntesis

Representaciones moleculares