El experimento de Redi y la generación espontánea

Para demostrar que la generación espontánea no era la fuente de nuevas moscas, Redi diseñó un experimento. Colocó carne y otros materiales orgánicos en dos grupos de frascos: unos abiertos y otros sellados. Observó que las moscas solo aparecían en los frascos abiertos, donde podían depositar sus huevos. Concluyó que las nuevas moscas se originaban a partir de otras moscas, no de la materia en descomposición.

Los defensores de la generación espontánea argumentaron que el aire era esencial para este proceso y que los frascos sellados impedían su paso. Redi respondió repitiendo el experimento, pero esta vez cubrió algunos frascos con una gasa que permitía el paso del aire, pero no de las moscas. Los resultados fueron los mismos, confirmando su hipótesis.

Formación de la corteza terrestre

La Tierra primitiva era una mezcla de compuestos y minerales. La gravedad atrajo los materiales más densos hacia el centro, formando el núcleo y las capas internas. Los gases más ligeros, como el oxígeno, el hidrógeno y el nitrógeno, quedaron en la superficie y formaron la atmósfera primitiva. La corteza terrestre se formó a partir del enfriamiento y solidificación gradual de esta capa gaseosa. Este proceso, junto con la condensación del vapor de agua, dio lugar a la formación de los océanos. La actividad tectónica, como los plegamientos y hundimientos, moldeó la superficie terrestre, creando las características geológicas que vemos hoy en día.

El experimento de Miller-Urey y el origen de la vida

Stanley Miller, en su famoso experimento, recreó las condiciones de la Tierra primitiva en el laboratorio. En un matraz cerrado, simuló la atmósfera primitiva compuesta por metano, amoníaco, hidrógeno y vapor de agua. Sometió esta mezcla a descargas eléctricas para simular los rayos. Después de una semana, analizó el contenido del matraz y encontró aminoácidos, los bloques de construcción de las proteínas. Este experimento proporcionó evidencia de que los componentes básicos de la vida podrían haberse formado a partir de moléculas inorgánicas en las condiciones de la Tierra primitiva.

Factores que afectan la actividad enzimática

Concentración de enzimas

Generalmente, la velocidad de una reacción enzimática es directamente proporcional a la concentración de la enzima. A mayor concentración de enzimas, mayor cantidad de sitios activos disponibles para unirse al sustrato y catalizar la reacción.

Temperatura

Las reacciones enzimáticas, como la mayoría de las reacciones químicas, se aceleran con el aumento de la temperatura, hasta cierto punto. Cada enzima tiene una temperatura óptima a la que su actividad es máxima. Temperaturas superiores a la óptima pueden provocar la desnaturalización de la enzima, perdiendo su estructura tridimensional y, por lo tanto, su función.

pH

Las enzimas son sensibles al pH del medio. Cada enzima tiene un pH óptimo en el que su actividad es máxima. Valores de pH extremos pueden desnaturalizar la enzima.

Concentración de sustrato

A medida que aumenta la concentración del sustrato, la velocidad de la reacción también aumenta, hasta que se alcanza un punto de saturación. En este punto, todos los sitios activos de las enzimas están ocupados por moléculas de sustrato, y la velocidad de la reacción se vuelve constante.

Mecanismo de acción enzimática

Las enzimas actúan uniéndose al sustrato para formar un complejo enzima-sustrato. Este complejo es transitorio y se descompone para liberar los productos de la reacción y la enzima libre, que puede volver a unirse a otra molécula de sustrato. El proceso se puede resumir de la siguiente manera:

SUSTRATO + ENZIMA ↔ COMPLEJO ENZIMA-SUSTRATO → PRODUCTOS + ENZIMA

ADP y ATP: energía celular

El ATP (adenosín trifosfato) es la principal molécula energética de la célula. Está formado por una molécula de adenosina unida a tres grupos fosfato. La energía se almacena en los enlaces entre los grupos fosfato. Cuando se rompe el enlace entre el segundo y el tercer grupo fosfato, se libera energía y se forma ADP (adenosín difosfato). Esta reacción es reversible, y el ADP puede volver a convertirse en ATP mediante la adición de un grupo fosfato.

ATP ↔ ADP + P + Energía

Fermentación de la glucosa y producción de ATP

La fermentación es un proceso metabólico que se lleva a cabo en ausencia de oxígeno. Durante la fermentación de la glucosa, una molécula de glucosa se descompone en dos moléculas de ácido pirúvico. Este proceso libera energía, que se utiliza para fosforilar dos moléculas de ADP y formar dos moléculas de ATP. Posteriormente, el ácido pirúvico se convierte en otros productos, como ácido láctico o etanol, dependiendo del tipo de fermentación.

Importancia del oxígeno y el agua en la evolución de los autótrofos

La aparición de la fotosíntesis marcó un hito en la evolución de la vida en la Tierra. Los primeros organismos fotosintéticos, los autótrofos, utilizaban la energía del sol para convertir el dióxido de carbono y el agua en glucosa y oxígeno. La liberación de oxígeno a la atmósfera tuvo un impacto profundo en la evolución de la vida, ya que permitió el desarrollo de organismos aeróbicos, que utilizan el oxígeno para obtener energía de forma mucho más eficiente.

El agua también jugó un papel crucial en la evolución de los autótrofos. Además de ser un componente esencial de la fotosíntesis, el agua proporcionó un medio protector para los primeros organismos, filtrando las radiaciones ultravioletas dañinas del sol.

Formación de compuestos en la fotosíntesis

• PGAL (fosfogliceraldehído): Se forma durante la fase de reducción del ciclo de Calvin. El PGA (ácido fosfoglicérico) se reduce al recibir un hidrógeno del NADPH y un fosfato del ATP, formando PGAL.
• H₂O (agua): Se forma como producto de la fotólisis del agua en la fase luminosa de la fotosíntesis. La molécula de agua se divide en oxígeno, protones (H+) y electrones.
• ATP (adenosín trifosfato): Se genera durante la fase luminosa de la fotosíntesis mediante la fotofosforilación. La energía liberada por el transporte de electrones se utiliza para bombear protones a través de la membrana tilacoidal, creando un gradiente electroquímico que impulsa la síntesis de ATP.
• NADPH (nicotinamida adenina dinucleótido fosfato reducido): Se forma durante la fase luminosa de la fotosíntesis. El NADP+ acepta electrones y protones, reduciéndose a NADPH.

Reproducción en Spirogyra

• Reproducción asexual: Se produce por fragmentación del filamento. Cada fragmento puede crecer y formar un nuevo filamento.
• Reproducción sexual (conjugación): Dos filamentos se alinean y forman puentes de conjugación entre células adyacentes. El contenido celular de una célula (considerada masculina) migra a través del puente hacia la otra célula (considerada femenina). Los núcleos se fusionan, formando un cigoto. El cigoto desarrolla una pared gruesa y resistente, formando una zigospora. La zigospora puede resistir condiciones adversas y germinar cuando las condiciones son favorables, dando lugar a un nuevo filamento.

Fases de la respiración celular

Fase anaeróbica (glucólisis)

La glucólisis ocurre en el citoplasma celular y no requiere oxígeno. Durante la glucólisis, una molécula de glucosa se divide en dos moléculas de ácido pirúvico. Este proceso produce una ganancia neta de dos moléculas de ATP y dos moléculas de NADH.

Clasificación de los cocos

• Diplococos: Cocos agrupados en pares.
• Estreptococos: Cocos unidos en cadenas.
• Estafilococos: Cocos agrupados en racimos irregulares.
• Tétradas: Cocos agrupados en grupos de cuatro.
• Sarcinas: Cocos agrupados en forma cúbica.

Reproducción en cianobacterias

Las cianobacterias se reproducen asexualmente, principalmente por fisión binaria. Algunas especies también pueden formar esporas resistentes, llamadas acinetos, que les permiten sobrevivir en condiciones desfavorables.

Características de las células procariotas

• Carecen de núcleo definido y otros orgánulos membranosos.
• Su ADN es circular y se encuentra en una región del citoplasma llamada nucleoide.
• Se reproducen asexualmente, principalmente por fisión binaria.
• Tienen una pared celular que les proporciona soporte y protección.

Estructura interna de las bacterias

• Membrana plasmática: Membrana que rodea el citoplasma y regula el paso de sustancias.
• Mesosoma: Invaginación de la membrana plasmática que participa en la respiración celular y la división celular.
• Cápsula: Capa externa protectora presente en algunas bacterias.
• Cromosoma: Molécula circular de ADN que contiene la información genética.
• Ribosomas: Orgánulos responsables de la síntesis de proteínas.
• Pared celular: Estructura rígida que proporciona soporte y protección a la célula.

Reproducción en ascomicetos

• Reproducción asexual: Se produce por la formación de esporas asexuales, llamadas conidios, que se forman en estructuras especializadas llamadas conidióforos.
• Reproducción sexual: Implica la fusión de núcleos haploides de dos células parentales. Los ascomicetos producen esporas sexuales, llamadas ascosporas, en estructuras en forma de saco llamadas ascas.

Morfología de las levaduras

Las levaduras son hongos unicelulares que se reproducen asexualmente por gemación. Son organismos eucariotas y poseen un núcleo definido, mitocondrias y otros orgánulos celulares. Su forma puede variar, pero generalmente son ovaladas o esféricas.

La fotosíntesis: más que una simple combinación de CO₂ y H₂O

Es incorrecto afirmar que la fotosíntesis simplemente combina CO₂ y H₂O para formar glucosa. La fotosíntesis es un proceso complejo que involucra dos fases principales: la fase luminosa y la fase oscura (ciclo de Calvin). En la fase luminosa, la energía de la luz se utiliza para generar ATP y NADPH. En la fase oscura, el CO₂ se fija en un compuesto orgánico, la ribulosa-1,5-bisfosfato, a través de una serie de reacciones enzimáticas. Este proceso requiere ATP y NADPH generados en la fase luminosa. La glucosa se sintetiza a partir de los productos intermedios del ciclo de Calvin.

Adaptación y evolución

La adaptación es el proceso por el cual los organismos desarrollan características que les permiten sobrevivir y reproducirse en su entorno. La evolución es el cambio en las características hereditarias de una población de organismos a lo largo del tiempo. La selección natural es el mecanismo principal de la evolución. Los organismos con características más favorables para su entorno tienen más probabilidades de sobrevivir, reproducirse y transmitir sus genes a la siguiente generación.

Leyes de Lamarck

• Ley del uso y desuso: Lamarck propuso que los órganos que se usan se desarrollan, mientras que los que no se usan se atrofian. Esta idea es parcialmente correcta, ya que el uso o desuso de un órgano puede afectar su tamaño y función a lo largo de la vida de un individuo. Sin embargo, estos cambios no son hereditarios.
• Ley de la herencia de los caracteres adquiridos: Lamarck creía que los caracteres adquiridos durante la vida de un individuo podían transmitirse a su descendencia. Esta idea ha sido refutada por la genética moderna. Los cambios en el ADN, las mutaciones, son la principal fuente de variación genética heredable.

El medio ambiente y las mutaciones

El medio ambiente no produce mutaciones directamente. Las mutaciones son cambios aleatorios en el ADN. Sin embargo, el medio ambiente puede actuar como un agente selectivo, favoreciendo a los organismos con mutaciones beneficiosas y eliminando a los que tienen mutaciones perjudiciales.

La capa de ozono y el relámpago del Catatumbo

El relámpago del Catatumbo, un fenómeno meteorológico único en Venezuela, produce grandes cantidades de ozono. El ozono es una forma de oxígeno que se encuentra en la estratosfera y que absorbe la radiación ultravioleta (UV) del sol. La capa de ozono protege la vida en la Tierra de los efectos dañinos de la radiación UV. Sin embargo, el ozono a nivel del suelo es un contaminante atmosférico que puede causar problemas respiratorios y otros problemas de salud.

El ozono se forma cuando las moléculas de oxígeno (O₂) se rompen por la acción de la radiación UV o las descargas eléctricas, como los rayos. Los átomos de oxígeno libres (O) pueden reaccionar con otras moléculas de oxígeno para formar ozono (O₃). El ozono es una molécula inestable y puede descomponerse en oxígeno por la acción de la luz solar o por reacciones con otros compuestos químicos en la atmósfera.