Conceptos Fundamentales de Biología y Geología: Desde la Célula hasta los Minerales

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Rocas y Minerales

Rocas

Una roca es un agregado natural, coherente y multigranular de uno o más minerales que conserva sus propiedades y homogeneidad. Existen dos tipos principales:

  • Monocristalinas: Compuestas por un solo tipo de mineral.
  • Policristalinas: Compuestas por varios tipos de minerales.

Minerales

Un mineral es un sólido de origen natural con una composición química definida y una estructura cristalina. Sus características principales son:

  • Cristalino: Posee una forma geométrica ordenada.
  • Sólido: Se presenta en estado sólido.
  • Homogéneo: Tiene una composición uniforme.
  • Inorgánico: No proviene de seres vivos.
  • Origen natural: Se forma en la naturaleza.
  • Composición química definida: Se puede expresar mediante una fórmula química.

Formación de Minerales

Los minerales se forman en diferentes ambientes:

  • Ambiente magmático: En rocas ígneas, por la consolidación del magma.
  • Ambiente metamórfico: Por recristalización debido a altas presiones y temperaturas.
  • Ambiente sedimentario: A partir de la acumulación y compactación de sedimentos.

Meteorización

La meteorización es el proceso de descomposición de las rocas en la superficie terrestre. Se divide en dos tipos:

Meteorización Física

  • Gelifracción: Fractura de la roca por la congelación del agua en sus grietas.
  • Haloclastia: Fractura de la roca por la cristalización de sales en sus poros.
  • Descompresión: Expansión y fractura de la roca por la disminución de la presión.
  • Dilatación diferencial: Expansión y contracción desigual de los minerales por cambios de temperatura.
  • Bioclasticidad: Fractura de la roca por la acción de organismos vivos.

Meteorización Química

  • Disolución: El agua se acidifica al disolver CO2, lo que facilita la separación de iones de la roca.
  • Hidratación: Incorporación de moléculas de agua a la estructura de la roca.
  • Hidrólisis: Reacción del agua con las sales minerales de la roca, formando nuevos compuestos.
  • Oxidación: Reacción en la que un elemento gana electrones y otro los pierde.

Bioelementos y Biomoléculas

Bioelementos

Los bioelementos son los elementos químicos primarios necesarios para la vida. Los más importantes son: C, H, O, N, P, S, Na, Ca, Cl, K, Mg.

Biomoléculas

  • Agua (H2O): Posee propiedades como alta tensión superficial, alto calor específico, alto calor de vaporización, favorece las reacciones químicas, elevada conductividad térmica, es un buen disolvente y tiene capilaridad.
  • Sales minerales: Tienen una función estructural. Los cationes más comunes son Na+, K+, Ca2+, Mg2+, y los aniones incluyen cloruros (Cl-), carbonatos (CO3^2-), bicarbonatos (HCO3-), sulfatos (SO4^2-) y fosfatos (PO4^3-).
  • Glúcidos: Incluyen monosacáridos (glucosa, fructosa), disacáridos (lactosa, maltosa) y polisacáridos (glucógeno).
  • Lípidos: Comprenden grasas, ceras (función protectora), fosfolípidos (componentes de las membranas celulares), terpenos (pigmentos vegetales) y esteroides (hormonas sexuales).
  • Proteínas: Cadenas de aminoácidos con funciones estructurales, de transporte, hormonales, inmunológicas y enzimáticas.
  • ADN: Ácido desoxirribonucleico, portador de la información genética.

Transporte de Savia Bruta

El transporte de la savia bruta se produce a través del xilema. Se basa en dos mecanismos principales:

  • Cohesión-tensión: La cohesión entre las moléculas de agua y la adhesión a las paredes de los vasos del xilema, favorecida por el diámetro del tubo, permiten el ascenso del agua.
  • Transpiración: La transpiración en las hojas genera una tensión que impulsa el agua hacia arriba desde las raíces. La luz solar activa este proceso.

Fotosíntesis

La fotosíntesis es un proceso anabólico que ocurre en las células con clorofila. Permite obtener nutrientes orgánicos a partir de H2O, sales minerales, CO2 y energía solar. Se divide en dos fases:

  • Fase luminosa: Se produce ATP y se liberan electrones.
  • Fase oscura: El ATP y el NADPH se utilizan para convertir el CO2 en glúcidos.

Intercambio de Gases

El CO2 y el O2 entran en la planta a través de los estomas. El CO2 se dirige a los cloroplastos para la fotosíntesis, produciendo materia orgánica. El O2 se dirige a las mitocondrias para la respiración celular.

Tejidos

Tejido Epitelial

Constituido por células fuertemente unidas, recubre la superficie del organismo (revestimiento) y tapiza los órganos (glandular).

  • Glandular:
    • Exocrinas: Vierten su secreción directamente al exterior del organismo.
    • Endocrinas: No tienen conductos y vierten su secreción a la sangre (siempre son hormonas).
  • Revestimiento: Forma cubiertas para revestir el organismo. Carece de capilares, pero puede presentar terminaciones nerviosas.

Tejidos Conectivos

  • Conjuntivo: Une tejidos y órganos.
  • Cartilaginoso: Función esquelética.
  • Adiposo: Almacena grasas.
  • Óseo: Almacena calcio, fósforo y alberga la médula ósea.
  • Sanguíneo: Formado por plasma, glóbulos rojos y blancos, y plaquetas. Interviene en el mantenimiento del medio interno, el transporte de sustancias y la defensa.
  • Linfático: Los capilares aseguran el retorno a la circulación del líquido intersticial.

Tejido Muscular

Responsable del movimiento, está constituido por fibras musculares.

  • Liso: Contracciones sostenidas e involuntarias.
  • Estriado: Contracciones voluntarias.
  • Cardíaco: Contracción involuntaria del corazón.

Tejido Nervioso

Produce, conduce y recibe mensajes. Las neuronas tienen tres partes:

  • Cuerpo celular: Contiene el núcleo.
  • Dendritas: Captan impulsos de otras neuronas y los envían al cuerpo celular.
  • Axón: Conduce impulsos y se conecta con otras neuronas mediante la sinapsis.

Tipos de neuronas:

  • Motoras
  • Sensitivas
  • De asociación

Las células gliales proporcionan protección, soporte y nutrientes a las neuronas.

Funciones del Sistema Circulatorio

  • Distribuye nutrientes.
  • Transporta oxígeno y productos de desecho.
  • Conduce hormonas.
  • Regula la temperatura corporal.
  • Protege el cuerpo contra agentes patógenos.
  • Evita pérdidas de sangre mediante la coagulación.

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