Propiedades de la materia

Definición de materia

Decimos que la materia es todo aquello que ocupa un lugar en el espacio. Se considera que es lo que forma la parte sensible de los objetos palpables o detectables por medios físicos. 

Y…¿qué forma la materia?...los átomos.  Tomemos por ejemplo una pared; está formada por bloques, los bloques están formados por arena, cemento y piedras pequeñas.  Si nos fijamos en un granito de arena, este se compone de otras partículas minúsculas llamadas moléculas que están formadas por grupos de átomos.

La fuerza entre los átomos es la razón por la cual el agua cambia de estado.  Si la fuerza entre sus átomos es grande, el agua es sólida como el hielo.  Si la fuerza entre sus átomos es débil, el agua se convierte en vapor.

Cuando un átomo se rompe o se divide, produce muchísimo calor y luz.  La energía atómica.

El átomo es la unidad más pequeña de un elemento químico que mantiene su identidad o sus propiedades y que no es posible dividir mediante procesos químicos. Elementos y Compuestos El agua es un compuesto, porque dentro de cada una de sus moléculas tiene 2 tipos de átomos diferentes, oxigeno e hidrógeno.  La madera también tiene varios tipos de elementos en su interior. La molécula es un conjunto de átomos iguales o diferentes, unidos por enlaces químicos, que constituyen la mínima porción de una sustancia que puede separarse sin alterar sus propiedades. Estado de la materia La materia se presenta de varias maneras y formas.  El color, el olor y la textura son propiedades de la materia que nos ayudan a diferenciarlos. Llamamos estado a la manera en que se presenta la materia. Estos pueden ser: Sólido, tiene una forma definida, como la madera y el cobre.  Sus moléculas no cambian de posición. Líquido, no tiene una forma definida, como el agua y el aceite. Sus moléculas pueden cambiar de posición. Gaseoso, no tiene una forma definida, como el aire y el vapor de agua.  Sus moléculas cambian libremente de posición. Propiedades extrínsecas (extensivas o generales) Son aquellas que no varían con la cantidad de materia considerada. No son aditivas y, por lo general, resultan de la composición de dos propiedades extensivas. Estas son: punto de fusión, punto de ebullición, densidad, coeficiente de solubilidad, índice de refracción, color, olor, sabor. Propiedades intrínsecas (intensivas o específicas) Son aquellas que varían con la cantidad de materia considerada, permitiendo reconocer a la materia, como la extensión, o la inercia. Estas son: peso, volumen y longitud. ¿Cómo medir la materia?  Para medir la materia necesitamos saber cuánta materia tiene un cuerpo y su tamaño.  Masa, longitud y volumen son propiedades comunes a todos los cuerpos. Se llaman magnitudes aquellas propiedades que pueden medirse y expresarse en números. Son magnitudes la longitud, masa, volumen, etc. Masa Es la cantidad de materia que tiene un cuerpo.  Es más difícil empujar un camión que un vehículo pequeño.  La cantidad de masa hace la diferencia. El camión tiene más masa y es más difícil de empujar. Para medir la masa de un objeto utilizamos las balanzas y la expresamos en unidades de libras o kilogramos. Longitud Es la distancia entre dos puntos. La distancia se mide con una regla, una cinta de medir u otros dispositivos de medición con láser, etc… Cuando mides es muy importante decir que unidad usas.  Por ejemplo, si dices que mediste 23 todos nos preguntaremos ¿23 qué; centímetros, milímetros, kilómetros?  A estos los llamamos “unidades” sin ellas, los números solos no tienen ningún sentido. La principal unidad de medida de longitud es el metro, sus múltiplos son las cantidades mayores y las menores sub-múltiplos.  También existen otras unidades como la pulgada, pies y millas. Volumen Es una magnitud definida como el espacio ocupado por un cuerpo.  Para conocer el volumen de un cuerpo, simplemente multiplicamos su ancho por su largo y luego por su alto. Es una función derivada, ya que se obtiene multiplicando las tres dimensiones. Su unidad de medida es el metro cúbico (m3), aunque temporalmente también acepta el litro, que se utiliza comúnmente en la vida práctica.  La densidad  Vamos a suponer que tenemos una tonelada de algodón y una tonelada de acero, ¿cuál de ambos ocupa el mayor volumen?  La respuesta es el algodón, se necesita grandes cantidades para completar una tonelada.  Es la densidad quien hace la diferencia en el volumen. El acero es más denso que el algodón, es decir, se necesita menos material para completar la tonelada. La densidad de una sustancia se relaciona con la cantidad de masa contenida en un determinado volumen.  La representaremos con la letra griega , la masa queda representada por la letra “m” y “V” el volumen. La densidad de un cuerpo está relacionada con su capacidad de flotar. Un cuerpo flotará si su densidad es menor que la de la sustancia, por eso la madera  flota sobre el agua y el plomo se hunde en ella.  El plomo posee mayor densidad que el agua y la densidad de la madera es menor. Las unidades de medida de la densidad son el kg/m3, que se lee “kilogramo sobre metro cúbico” o un sub-múltiplo como g/cm3. Para calcular la densidad debemos medir la masa y el volumen, luego dividimos la masa entre el volumen y el resultado debe quedar expresado en kg/m3. Las sustancias con grandes densidades se les llama pesadas, ejemplo de estas son los metales. A las sustancias con densidades pequeñas se les llama ligeras, aquí entran el aire y otros gases. El peso    La fuerza de gravedad sobre un objeto es llamada peso.  Peso y masa no es lo mismo. Una bola de acero con una  masa de 10 kilogramos no pesa igual en la tierra y en la luna.   Como notamos tendrá la misma masa pero el peso es  diferente.  La luna tiene una fuerza de atracción mucho menor  que la tierra, por lo que la bola pesará menos en el satélite.  El peso de los objetos se debe a que la tierra, los atrae con  su poderosa fuerza de atracción.  La unidad de medida del peso es el newton.  Comúnmente  las personas confunden la masa con el peso. Es fácil  confundirnos porque mientras más masa, mayor es la fuerza de atracción.  Recuerda, al estudiar física, el peso depende de la gravedad y se mide en Newtons. El peso se calcula Para calcular el peso de un objeto simplemente medimos su masa y la multiplicamos por la fuerza de gravedad (9.8 newtons/kilogramo) en la tierra.  En la luna la fuerza de atracción es 6 veces menor, con una magnitud de 1.6 n/kg. El tiempo  ¿Por qué el tiempo?  ¿Sirve el tiempo para medir la materia? Claro! ... fíjate que los cuerpos existen porque existe el tiempo.  Todos los cuerpos y objetos tienen una duración limitada para luego convertirse en otra cosa.  Una madera por ejemplo,  se descompone con el paso del tiempo, convirtiéndose en gases, aceites...y finalmente en tierra. En todos los experimentos físicos o químicos, es importante controlar esa "cuarta dimensión".  Las otras tres dimensiones de un cuerpo son: largo, alto y ancho. Es la magnitud física que mide la duración o separación de acontecimientos.  La duración limitada de las cosas y una referencia para entender los sucesos.  Medir el tiempo es importantísimo para los seres humanos y para los científicos. Una manera de medir el tiempo es el formato de fechas.  Por ejemplo: en 2009 el verano inició el 21 de marzo a las 11:23 p.m. indicando un momento del tiempo. A menudo, los científicos y los deportistas necesitan medir cantidades de tiempo.  Cuando decimos: “9 minutos y 8 segundos” (00:09:08) estamos especificando una cantidad de tiempo. Un cronómetro mide intervalos o cantidades de tiempo, tiene un botón para iniciar y detener el conteo.  La pantalla presenta el tiempo en segundos en un máximo de 60. El tiempo se presenta en el formato min:seg cuando se cuentan más de 60 segundos. Muchas veces los científicos y quienes hacen experimentos miden el tiempo en segundos, sin embargo el tiempo normalmente se expresa en unidades de tiempo mezcladas que incluyen horas, minutos y segundos. En el siguiente enlace encontraras simulaciones con las que aprenderemos a utilizar una balanza, medir volúmenes, calcular densidades y medir temperaturas... manos a la obra !!!  TU LABORATORIO

Actividad- Ciclo Celular

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Ciclo celular

El Proceso de la División Celular

Las células EUCARIOTAS pasan a través de una secuencia regular de crecimiento y división llamada CICLO CELULAR. Para completarse este proceso, se puede requerir desde unas pocas horas hasta varios días o incluso semanas, todo depende del tipo de célula y de múltiples factores externos ( como la temperatura o los nutrimentos disponibles por ejemplo).  

Por medio de la división celular el MATERIAL GENÉTICO de una célula se reparte entre dos nuevas células hijas. La distribución de los duplicados exactos de la molécula que contiene la información hereditaria es relativamente simple en las células procarióticas, en las cuales, la mayor parte del material genético está en forma de UNA SOLA MOLÉCULA LARGA Y CIRCULAR DE ADN, la cual se conoce como CROMOSOMA BACTERIANO o NUCLEOIDE.

Durante el proceso de división celular en los distintos organismos la cromatina se condensa FORMANDO LOS CROMOSOMAS, que poseen los genes quienes son portadores de los caracteres hereditarios, y de este modo se empieza a dar el fenómeno de división celular conocido como CICLO CELULAR.     

En los seres EUCARIÓTICOS los cromosomas poseen estructuras de ADN unidas a un tipo de proteínas llamadas HISTONAS ( en el ser humano se conocen cinco tipos ), las cuales se encargan de ENROLLAR  la cromatina a niveles altos de condensación    llamados SUPERENROLLAMIENTO o HIPERENRROLLAMIENTO.

Conocer la morfología de los cromosomas es importante para poder diagnosticar anomalías que se puedan relacionar con muchas enfermedades genéticas.   En general los cromosomas poseen una región llamada CENTRÓMERO, la cual separa los BRAZOS del mismo y une las DOS CROMÁTIDAS que forman el cromosoma ( CROMÁTIDAS HERMANAS ), el centrómero también es la zona por la que el cromosoma se une con las fibras de microfilamentos que forman el huso y es quien realiza y regula los movimientos cromosómicos durante las primeras etapas de la división nuclear. Los extremos distales del cromosoma se llaman TELÓMEROS.  Los brazos que se forman a partir del centrómero se llaman BRAZO p ( el que se ubica hacia arriba en el dibujo del cromosoma ) y BRAZO q    ( ubicado hacia abajo ).

TIPOS DE CROMOSOMAS

El momento más apropiado para estudiar la morfología de los cromosomas es durante la división del núcleo celular en METAFASE, cuando se encuentran duplicados.  Los cromosomas se clasifican de acuerdo a la posición que ocupa el CENTRÓMERO con respecto al cuerpo del mismo. 

METACÉNTRICO: El CENTRÓMERO se encuentra en el CENTRO del cromosoma. En este caso se forman dos brazos aproximadamente del mismo tamaño es decir p = q

SUBMETACÉNTRICO: Cuando el CENTRÓMERO se halla desplazado hacia UN EXTREMO del cromosoma y se forman dos brazos desiguales. En este caso p es menor que q.

ACROCÉNTRICO: Cuando el CENTRÓMERO se halla desplazado MUY CERCA DEL TELÓMERO, en ocasiones el brazo p tiene una estructura especial llamada “ SATÉLITE “   En este caso p es mucho menor que q. 

TELOCÉNTRICO: El CENTRÓMERO está en el EXTREMO del cromosoma lo que forma cromosomas de un solo brazo. No está presente en el ser humano, pero sí en otros mamíferos. p = 0.

Además se conoce la existencia de otros tipos de cromosomas como por ejemplo los CROMOSOMAS PLUMOSOS o en ESCOBILLA, los cuales se encuentran en las  reproductivas de anfibios como las salamandras.   Además existen los CROMOSOMAS POLITÉNICOS presentes en las glándulas salivales de las larvas de la mosca de la fruta ( Drosophila melanogaster ) .

Microfotografías que muestran cromosoma plumoso ( der ) y un comosoma politénico ( izq )

CICLO CELULAR


El CICLO CELULAR es el grupo de acontecimientos eventos que permiten el CRECIMIENTO de la célula y la DIVISIÓN DEL MATERIAL GENÉTICO Y EL CUERPO CITOPLASMÁTICO EN DOS. Es el período que transcurre entre el comienzo de una división celular y el comienzo de la siguiente. Su duración varía de una célula a otra, sin embargo generalmente dura varias horas.  En organismos EUCARIOTAS PLURICELULARES, la duración del ciclo  depende del tipo celular. Las células del intestino, la mucosa bucal o epitelio pulmonar tienen ciclos muy cortos, se dividen rápidamente (a veces en sólo seis a ocho horas). El ciclo de la mayor parte de las células animales oscila entre 8 horas y unos 100 días. Hay casos excepcionales, de células muy especializadas, que han perdido la capacidad de reproducción (detienen su ciclo y no se dividen, y se mantienen en estado adulto toda su vida) y su final siempre es la muerte, como los eritrocitos, neuronas o fibras musculares esqueléticas.  

El ciclo celular comprende tres fases principales:

• INTERFASE   
• FASE M
• CITOCINESIS

La INTERFASE es la etapa del ciclo en la cual la célula se prepara para la división celular, aquí se duplican el material genético y todas las estructuras celulares del citoplasma como la organelas y los orgánulos.   La interfase se diferencia en el ciclo celular por la ausencia de estructuras cromosómicas visibles.

Microfotografías de dos células interfásicas; ( izq ) célula vegetal, ( der ) célula animal

La INTERFASE a su vez se divide en tres etapas:

En un cierto momento de G1, se llega al PUNTO DE NO RETORNO o PUNTO R, en el que la célula deberá decidir si continúa con el ciclo, es decir, si completa el resto del proceso o la misma empiece a funcionar como una célula específica en un tejido. La llegada al punto R está determinada por reguladores enzimáticos, y conducen el proceso a la etapa S.   Si no se alcanza dicho punto R el ciclo celular se detiene.

La etapa previa al PUNTO R se la denomina FASE G0 y ocurre en la ETAPA TEMPRANA DE G1, y su duración depende de numerosos factores (nutrientes, temperatura, iluminación ). Así, cuando una célula se diferencia para formar un tejido puede permanecer en G0 mucho tiempo (días o meses) sin llegar al punto R (deteniendo su ciclo) como las neuronas o fibras esqueléticas. Las células que permanecen en G0 toda su vida se llaman quiescentes.   Si las células continúan con el proceso de división y se denominan  CÉLULAS EMBRIONARIAS.  Las células que entran en G0  permanecen VIABLES Y ACTIVAS pero en la mayoría de los casos no se vuelven a dividir.  

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Ciclo celular

Se presenta un recorrido virtual a través del interior de la célula, con el fin de que se conozcan sus principales organelas y estructuras , incluyendo sus funciones, así como los eventos más destacados del mundo celular.
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• Hacemos un repaso del tema visitando slide-ciclocelular-

Actividad- Célula eucariota y procariota

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