Composición química de los seres vivos

Autora: Reche Cecilia Responsable disciplinar: Silvia Blaustein Área disciplinar: Biología Temática: Ciencias de la salud Nivel: Secundario, ciclo básico Secuencia didáctica elaborada por Educ.ar

Propósitos generales

Promover el uso de los equipos portátiles en el proceso de enseñanza y aprendizaje.

Promover el trabajo en red y colaborativo, la discusión y el intercambio entre pares, la realización en conjunto de la propuesta, la autonomía de los alumnos y el rol del docente como orientador y facilitador del trabajo.

Estimular la búsqueda y selección crítica de información proveniente de diferentes soportes, la evaluación y validación, el procesamiento, la jerarquización, la crítica y la interpretación.

Introducción a las actividades

Se sabe que la materia es todo aquello que ocupa un lugar en el espacio, y que está constituida por moléculas y átomos. Los seres vivos, como materia, no están libres ellos.

Los elementos que forman parte de los organismos vivos se conocen como bioelementos, y se combinan para formar las biomoléculas. En los seres vivos, las moléculas se ordenan de una forma particular e interactúan entre sí para organizar la estructura celular. Así como las células son los ladrillos con los que se construyen los tejidos y los organismos, las biomoléculas son los bloques que edifican las células.

La Química es la ciencia que estudia la composición, la estructura y las propiedades de la materia, los cambios que esta experimenta durante las reacciones químicas y su relación con la energía. Entonces, será esta ciencia la que ayude a estudiar los elementos que constituyen a los seres vivos, que no son otros que los que componen la Tierra.

Objetivos de las actividades

Que los alumnos:

Actividad 1. Atómicos

1. Para poder conocer cuáles son los elementos presentes en la materia viva y cómo se combinan para formar las biomoléculas, será necesario acercarse un poco a la Química. El artículo La composición química de los seres vivos es una introducción a los elementos y a las moléculas, indispensables para la vida; también aporta algunos conocimientos básicos de estructuras y uniones químicas.

Léanlo para poder realizar la siguiente actividad.

2. a) Imaginen que trabajan en un laboratorio donde hay una licuadora[1] que se utiliza para analizar los componentes de la materia. Tiene los siguientes ajustes de potencias:

Procesa los organismos a nivel celular.

Procesa a nivel de macromoléculas.

Procesa a nivel molecular.

Procesa a nivel atómico.

Supongan que se mete en esa licuadora a Bob Esponja[2]:
b) ¿Qué obtendrían en cada uno de los procesos anteriores?
c)¿Obtendrían lo mismo con Calamardo?

3. Ubiquen los bioelementos en la tabla periódica de los elementos y repasen las propiedades de cada uno. ¿Tienen alguna característica en común? ¿Se pueden separar en diferentes grupos según sus características?

Actividad 2. Agua, nada más extraño que el agua

La molécula de agua es fundamental para la vida, y desempeña un papel vital en la custodia y el transporte de la energía solar sobre la Tierra. Es un compuesto muy común en el planeta: tres cuartas partes de la superficie terrestre están cubiertas por agua.

La molécula de agua es más abundante entre los seres vivos: las células contienen entre un 70% y un 90% de agua, y todas las reacciones que ocurren en el citoplasma de una célula tienen lugar en un medio acuoso. Sin embargo, si se analizan sus propiedades físicas y químicas, se podría decir que el agua es una sustancia poco común.

Además de lo leído en el artículo de la actividad 1, aquí hay un resumen sobre esa particularidad del agua.

1. Discutan con sus compañeros de clase las siguientes preguntas:
a) ¿Qué propiedades hacen extraordinaria a la molécula de agua?
b) ¿Cómo se aprovechan estas propiedades en las funciones de los seres vivos?
c) ¿Existe algún otro compuesto que pueda estar en estado sólido, líquido y gaseoso en la naturaleza?

Actividad 3. Macromoléculas y nutrientes

La Química Orgánica es la rama de la Química que estudia una clase numerosa de moléculas que contienen carbono y que forman enlaces covalentes carbono-carbono o carbono-hidrógeno, o con otros elementos como el nitrógeno, el oxígeno, el azufre, etc. Este esqueleto, constituido principalmente por carbono e hidrógeno, puede lograr grandes estructuras con distinta complejidad y diversidad, que forman largas cadenas que pueden ser lineales, ramificadas o cíclicas. Así es como se forman las macromoléculas. Existen cuatro grandes grupos de estas biomoléculas: lípidos, glúcidos, proteínas, ácidos nucleicos.

1. Respondan estas preguntas:
a) ¿Qué rol cumple el carbono orgánico en estas moléculas?
b) ¿A qué se debe el nombre de macromoléculas?
c) Los elementos O, N, H están involucrados en la formación de los puentes de hidrógeno, ¿qué función cumplen estas uniones en las proteínas y los ácidos nucleicos?
d) ¿Qué función tiene cada una de estas macromoléculas en las células?

Cuando las personas comen, incorporan al organismo el material del cual están compuestos los alimentos.

2. El siguiente video muestra el proceso de digestión mediante el cual los alimentos que se ingieren se degradan en nutrientes y se distribuyen al organismo.

Respondan estas preguntas:

¿Por qué es necesario el proceso de digestión?

Comparado con la licuadora de la actividad 1, ¿qué potencia tiene el proceso?

Actividad de cierre

Si bien se puede conocer la composición molecular de los organismos vivos, el origen de la vida aún es una cuestión por resolver. La teoría de la evolución propuso un origen único para todos los seres vivos, y un recorrido de millones de años de cambios para llegar a la diversidad de las especies actuales. ¿Cómo fue ese origen? ¿Por qué estamos hechos de esos elementos y no de otros? El científico ruso Alexander Oparin expuso una teoría que sirvió de punto de partida a otras más modernas sobre el origen de la vida. Miren el video que explica esta teoría.

1. Con ayuda de estas teorías y las actividades anteriores, ¿cómo explicarían a un extraterrestre que todos los organismos vivos que habitan la Tierra están compuestos de los mismos elementos? Realicen un ensayo en un procesador de texto de sus equipos portátiles.

Bibliografía/ Webgrafía recomendada

Sergio Ifrán, Nancy E. Fernández, Silvia Márquez. Composición química de los seres vivos. Genoma Sur, CBC Avellaneda, 2008.
S/A. “El agua”, en: Materia Viva. Proyecto biosfera. Ministerio de Educación. Gobierno de España, 2010.
S/A. Estructura del ADN, en: educ.ar El portal educativo del Estado argentino.
S/A. “Estructura de las proteínas”, en: Profesor En Línea, Santiago, Chile. 



[1] No es una idea tan descabellada, este artículo explica qué herramientas se usan para conocer la composición de las biomoléculas:

[2] En las clases, un profesor de Bioquímica daba este ejemplo con Barney, de ahí la idea.

Las esponjas son animales invertebrados muy simples. Una de las características más sorprendentes es que la mayoría de las células que componen su cuerpo pueden transformarse en cualquiera de los otros tipos celulares según las necesidades del animal (totipotenciales). Por tanto, se considera que las esponjas tienen una organización celular, a diferencia del resto de los metazoos, cuya organización es tisular (con tejidos).