• Catedrática: Karina Orozco Gamboa• Correo electrónico: karinaorozcog@gmail.com• Blog: cienciasdelavidauvg.wordpress.com

• Libro de Texto:– Starr, T. Biología. La unidad y la diversidd de la vida. 12ª. ed.:Cengage

Learning. 1038 pp– Baker, C. A. 2006. Patterns in time. A biological history of food, climate,

disease and populations. 672 pp.

• Blog general del curso: www.scribd.com/ccnnuvg– Clave: bigbang137

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CIENCIAS DE LA VIDA

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Tema 1: ORIGEN DEL UNIVERSO, ERAS DEL TIEMPO

1. La teoría del “Big Bang”

2. Quarks y electrones

3. Protones y neutrones

4. Átomos y elementos

5. Estrellas

6. Planetas y la Tierra

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1. Edad del Universo = 13.7 billones de años

2. Galaxias y estrellas comenzaron a formarsemas o menos un billón de años (109) después del origen del Universo

3. Origen de la Tierra4,550,000,000 de años

4. Origen de la vida3.8-4.0 billones de años = procariotas

5. Evolución de células procariotas y eucariotasEucarya: 2.5 x 109 de años, pero es entre 1.8 y 2.7 x 109 de años

6. Origen de los organismos multicelulares1.8 x 109 de años = alga

7. Extinción de los dinosaurios64.5 millones de años

8. Final de la última glaciación hace 10,000 años

Aprender de memoria las fechas

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Aprox. 13.7 billones de años“Big bang”

4.55 – 3.8 billones de añosNuestro planeta fue formado

~ 12.7 billones de añosGalaxias y estrellas comenzaron a formarse

3.8-4.0 billones de añosLa vida comenzó

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…en el Big Bang…en el Big Bang

• 1º Alta radiación, generación de mini partículas: electrones (-) y quarks (6 ≠)

• 2º Cambios de Tº, generación de protones y neutrones

• 3º Cambios en la Tº, formación de iones H+ y He+

• 100 mil años después: 1ºs átomos H y He formando el 99% de la materia del Universo

• 2 billones de años después: formación del resto de la materia, el 1%, los demás átomos.

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TEORIA DEL “BIG BANG”

0.000000000000000000000000000000000001 segundo después del Big BangEl Universo comenzó con una explosión gigante que generó espacio y tiempo, y creó toda la materia y energía en el Universo.

1 segundo después del Big BangEl Universo continuó expandiéndose pero no tan rápidamente. En el primer millonésimo de segundo la temperatura bajó 10,000,000,000,000 o C!

El enfriamiento causó que las fuerzas más básicas emergieran: gravedad, la fuerza que une a los núcleos de los átomos, seguido por las fuerzas electromagnéticas.

Se crearon las partículas fundamentales: quarks, electrones, y neutrinos.

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QUARK

Es una de las partículas físicas constituyentes básicos de la materia.

Hay seis diferentes tipos que se conocen como:

Up, down, charm, strange, top, y bottom

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Protones: partículas sub-atómicas cargadas positivamente.

3 quarks: 2 up, 1 down

Neutrones: particular sub-atómicas sin carga, son neutras

3 quarks: 1 up, 2 down

Cuando la temperatura comenzó a descender, los quarks comenzaron a atraerse el uno al otro formando:

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Aprox. 3 minutos después del Big BangEn los primeros minutos, el Universo ya había tomado forma. Protones y neutrones ya habían formado los núcleos de elementos simples.

El Universo permanece formado de estos elementos: hidrógeno (H) y helio (He) cargados + iones.

La temperatura ya había bajado un billón de grados!

Aproximadamente 100,000 años despuésLa temperatura bajó lo suficiente para que las partículas cargadas (-) y (+) se comenzaran a atraer. Pero los átomos formados no podían sobrevivir por las altas temperaturas.

Por muchos billones de años, H y He fueron los únicos átomos que existieron. En el presente forman el 99% de la materia del Universo.

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Nacimiento de estrellas y galaxias +/- 1,000,000,000 años después del Big BangH + He comenzaron a condensarse en nubes gaseosas cuya densidad aumentó, formando las primeras estrellas. Grupos de estrellas formaron las primeras galaxias.

Nacimiento del Sol (estrella) 5,000,000,000 años antes del presente El sol se formó dentro de una nube gaseosa en un brazo espiral de la Galaxia llamada Vía Láctea. La basura cósmica resultante del proceso resulta en la formación de planetas y lunas.

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Vía Láctea(el centro de la Vía Láctea, a 30.000 años luz)

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• VIA LACTEA

– Nuestra galaxia– Con 300 a 500 billones de

Sistemas Solares

• ANDROMEDA

– Galaxia grande más cercana (Magallanes mayor y menor, galaxias pequeñas más cercanas)

– Forma de espiral también

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Galaxia Andrómeda(la más cercana a la Vía Láctea)

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¿QUE ES UNA ESTRELLA?

H + He condensado

Nace cuando hay suficientes de estos gases juntos en un sólo lugar para formar una nube densa.

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Esto pasa porque hay suficiente atracción gravitacional entre H + He lo cual condensa e incrementa el número de partículas en el centro de la nube.

Cuando To = 10 millones de grados

H+ vibra y se unen 2 = H2 = molécula de hidrogeno

Luego H + H, He + He…. FUSIÓN NUCLEAR

Libera energía, presión y radiación….. equilibrio = ESTRELLA NUEVA

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Entre más masiva es una estrella, menor es su tiempo de vida y más explosivo es su final.

Estrellas 10 veces el tamaño de nuestro Sol, consumen todo su H en 20 millones de años 5,000 más rápido que nuestro Sol.

Nuestro Sol tiene ~5 billones de años, es decir la mitad de su tiempo estimado de vida.

Cuando desaparezca, se expandirá, se volverá rojo y será mucho más caliente que nunca. Los polos de la Tierra se descongelarán, el océano hervirá y la vida en este planeta terminara …..

Estrellas grandes terminan en una explosión llamada super nova. Esta genera una estrella neutrón o un hoyo negro (muchísima gravedad en el centro) y deja partículas girando a su alrededor… por ejemplo:

Núcleo de la estrella con H+ que se fusionan hasta terminarse por convertirse en He. Núcleo necesita alta: gravedad, Tº y presión…

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Supernova

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Agujero negro

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Origen del Sistema SolarOrigen del Sistema Solar

Fecha: 4.5 billones de años

Hipótesis:

La energía para su origen vino de una supernova en la vecindad:1. Explosión2. Mucha materia suelta y mucha gravedad3. Partículas unidas en: sol, planetas, asteroides, meteoritos,

cometas… 4. Todo gira por la fuerza de gravedad del Sol.

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Cuando la estrella termina de quemar todo su H:

1. El centro de la estrella se enfría pero la temperatura aumenta enla parte externa

2. Este calentamiento en la parte externa crea una nueva reacción de fusión con los átomos de hidrógeno. Esto causa un ensanchamiento de la parte externa de la estrella

3. Helio producido en estas reacciones cae en el centro. Cuando To = 100 millones de grados, He comienza a fusionarse consigo mismo.

Formación de los átomos y elementosFormación de los átomos y elementos

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Fusión de 2 He berilio (Be)

Fusión de 3 He carbono (C)

Fusión de 4 He oxígeno (O)

Fusión de 5 He neon (Ne)

Magnesio 6 He o 2 C

Silicio 7 He o O + C

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Átomos bloques de construcción de todo lo que existe

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Para el propósito de esta clase los elementos químicos están divididos en 2 grandes grupos:

1. Gases nobles o inertes

Carecen de reactividad y existen como átomos libresEn condiciones normales son incoloros e inodoros

Ejemplo: Helio, Neón, Argón, Kriptón, Xenón, y Radón

2. Moléculas

Se asocian libremente consigo mismos y con otros átomos. Requisito: 2 o más átomos unidos por un enlace químico.

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Átomos:

1 e- en la cubierta externa tienden a dar e- a otros átomos7 e- en la cubierta externa tienden a tomar e- de otros átomos2, 3, 4, 5 o 6 e- tienden a compartir sus e-

Ejemplo:

Sodio (Na): 1 e-Cloro (Cl): 7 e-

Na+ + Cl- = NaCl

Ion

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Enlace Iónico

Es la unión que se produce entre dos átomos con cargas distintas

En general, las moléculas formadas por enlaces iónicos son:duras, rígidas y quebradizas

Ejemplo: sal, rocas, componentes minerales del hueso

Enlace Covalente

Se forma entre átomos de elementos que tienen naturaleza semejante, de manera que no pierden ni ganan electrones si no que los comparten.

1. Enlace covalente sencillo: cada átomo aporta 1 e- H22. Enlace covalente doble: cada átomo aporta 2 e- O23. Enlace covalente polar: H20

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AGUA

Oxígeno: Núcleo más grande y molécula tiene más protones

2e- H pasan más tiempo en asociación con el oxígeno

H H

O

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Compuestos Orgánicos

Moléculas de cadena de carbono e hidrógeno. En muchos casos tienen otros elementos, como nitrógeno, azufre, y fósforo.

Moléculas orgánicas naturales: Son sintetizadas por los seres vivos, y se llaman biomoléculas, como los azúcares y grasas.

Moléculas orgánicas artificiales: Son sustancias que no existen en la naturaleza y han sido fabricadas por el hombre, como los plásticos.

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Hidrocarburos

Son los compuestos orgánicos más sencillos porque están hechos únicamente de carbono e hidrógeno.

Petróleo: Hidrocarburo extraído directamente de formaciones geológicas en estado líquido

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Gas natural: Hidrocarburo extraído de formaciones geológicas en estado gaseoso. Ej: metano, etano, y propano.