Página 21 - Libro de Biología de Tercero de Bachillerato

Recuerda la atmósfera reductora (sin O₂ libre) y el experimento de Miller-Urey. Piensa qué componentes y fuentes de energía existían hace 3 800–4 000 millones de años y cómo podrían favorecer reacciones químicas que produzcan moléculas orgánicas.

• Menciona los gases principales: H₂O, CH₄, NH₃, H₂.
• Indica al menos dos fuentes de energía (rayos, UV, actividad volcánica).
• Explica brevemente cómo se formaron los aminoácidos y su importancia en la evolución química.

Análisis del problema: Debes relacionar la composición de la atmósfera primitiva con la síntesis de las primeras moléculas orgánicas, en especial los aminoácidos, base de las proteínas.

Resolución paso a paso:

1. Composición de la atmósfera primitiva: Carecía de oxígeno libre y estaba formada principalmente por vapor de agua (H₂O), metano (CH₄), amoníaco (NH₃) e hidrógeno (H₂).
2. Fuentes de energía: Rayos, radiación ultravioleta intensa y calor volcánico aportaban la energía necesaria para romper y reorganizar enlaces químicos.
3. Síntesis abiótica: En presencia de energía, los gases reductores reaccionaron formando moléculas orgánicas simples, entre ellas aminoácidos. Esto fue demostrado experimentalmente por Stanley Miller y Harold Urey (1953), quienes simularon la atmósfera primitiva y obtuvieron glicina, alanina y otros compuestos tras hacer pasar descargas eléctricas.
4. Implicación en el origen de la vida: La acumulación de aminoácidos en los mares primitivos facilitó la formación de polipéptidos y, posteriormente, de proteínas, permitiendo el surgimiento de estructuras biológicas cada vez más complejas.

Conclusión / Respuesta final: La atmósfera reductora de la Tierra primitiva, combinada con diversas fuentes de energía, permitió que moléculas inorgánicas reaccionaran y dieran origen a aminoácidos; estos constituyeron el primer paso esencial hacia la formación de macromoléculas y, finalmente, de los primeros organismos vivos.

Piensa en los experimentos históricos:

• Francesco Redi (1668) y Louis Pasteur (1861) refutaron la generación espontánea (abiogénesis clásica).
• Relaciona ‘bio’ (vida) + ‘génesis’ (origen) para recordar los términos.
• Menciona que la ciencia actual acepta la biogénesis a nivel experimental, pero usa el concepto de abiogénesis química para explicar el origen primitivo de la primera célula.

Análisis del problema: Se solicita la definición de dos conceptos opuestos sobre el origen de los seres vivos y la explicación de su diferencia.

Resolución paso a paso:

1. Abiogénesis: Teoría según la cual la vida puede surgir a partir de materia inanimada de manera espontánea. Históricamente conocida como generación espontánea; se pensaba que los organismos aparecían de barro, carne en descomposición, etc.
2. Biogénesis: Principio que establece que todo ser vivo proviene solamente de otro ser vivo preexistente. Fue demostrado de forma concluyente por Louis Pasteur en 1861 mediante su experimento con matraces de cuello de cisne, descartando la generación espontánea.
3. Diferencia clave: La abiogénesis propone que la vida se origina a partir de material no vivo en condiciones actuales, mientras que la biogénesis afirma que la vida siempre surge de otra vida. Actualmente se acepta la biogénesis para la vida cotidiana, aunque se admite un evento abiótico único en la Tierra primitiva que dio origen al primer organismo.

Conclusión / Respuesta final: La abiogénesis plantea la aparición espontánea de seres vivos a partir de materia inerte; la biogénesis sostiene que la vida solo proviene de vida preexistente. Su diferencia radica en el origen inmediato de los organismos: inanimado vs. organismos previos.

Organiza tu respuesta por tipo de macromolécula:

1. Define primero qué es una macromolécula y menciona las cuatro clases.
2. Selecciona proteínas, lípidos y carbohidratos. Para cada una, incluye: composición básica, al menos dos funciones y un ejemplo concreto en la célula.
3. Conecta cada función con la supervivencia celular (energía, estructura, regulación).

Puedes usar analogías:
• Proteínas = máquinas de la célula.
• Lípidos = muros y reservas.
• Carbohidratos = combustible inmediato y etiquetas de identificación.

Análisis del problema: Debes describir la función general de las macromoléculas biológicas y profundizar en cómo proteínas, lípidos y carbohidratos participan en el funcionamiento celular, usando ejemplos concretos.

Resolución paso a paso:

1. Macromoléculas biológicas: Son polímeros formados por monómeros específicos y cumplen funciones estructurales, energéticas, catalíticas y de almacenamiento de información. Se clasifican en proteínas, lípidos, carbohidratos y ácidos nucleicos.
2. Proteínas:
   • Función: Catalizan reacciones (enzimas), transportan sustancias (hemoglobina), defienden (anticuerpos), regulan (hormonas peptídicas), y estructuran (queratina, colágeno).
   • Ejemplo celular: La ATP-sintasa incrustada en la membrana mitocondrial produce ATP, la moneda energética celular.
3. Lípidos:
   • Función: Reserva energética de largo plazo, componente principal de membranas (fosfolípidos), aislante térmico, señalización (hormonas esteroideas).
   • Ejemplo celular: La bicapa fosfolipídica de la membrana plasmática regula el paso selectivo de sustancias, manteniendo la homeostasis.
4. Carbohidratos:
   • Función: Fuente y almacenamiento rápido de energía, reconocimiento celular, componente estructural.
   • Ejemplo celular: La glucosa se oxida en la glucólisis para producir ATP; los oligosacáridos de la cara externa de la membrana plasman la “identidad” celular para el sistema inmunitario.

Conclusión / Respuesta final: Las macromoléculas son esenciales para la vida: las proteínas realizan la mayoría de funciones celulares, los lípidos forman barreras y almacenan energía, y los carbohidratos abastecen energía rápida y participan en comunicación. Sin estas moléculas, la célula no podría mantener su estructura ni llevar a cabo sus procesos vitales.