TEMA 1 LOS Bioelementos, EL AGUA Y LAS Sales Minerales PDF

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TEMA 1: LOS BIOELEMENTOS, EL AGUA Y LAS SALES MINERALES. BIOELEMENTOS: Se denominan bioelementos a los elementos químicos que están presentes en los seres vivos y además los constituyen.El criterio empleado para clasificarlos es su abundancia: -Bioelementos primarios: Constituyen el 95% del peso de los seres vivos. Son 6: C, H, O, N, P y S. Son los constituyentes fundamentales de las biomoléculas, las cuales son conocidas como principios inmediatos. -Bioelementos secundarios: Mg, Ca, K, Na, Cl.Intervienen en menor cantidad, lo cual no significa que no sean importantes, ya que son imprescindibles en la fisiología celular. -Oligoelementos: Consideramos oligoelemento a un elemento químico si este supone menos del O,1 % del peso de un ser vivo.Se han identificado unos 60, pero sólo 14 son esenciales para la vida de todos los organismos, como el Fe, Mn, Cu, Zn, I, etc. El resto, son denominados oligoelementos no esenciales ya que sólo son necesarios para la vida de determinadas especies. La importancia del átomo de carbono en los seres vivos Los seres vivos concentran carbono en grandes proporciones, pues con él se forma el esqueleto de todas las moléculas orgánicas. Como sabemos, todos los seres vivos están hechos de células que, a su vez, están hechas de orgánulos celulares, los cuales están construidos con moléculas orgánicas. Por otra parte, el funcionamiento de los seres vivos es el producto de reacciones químicas entre moléculas. Por ello, la vida requiere: -

ya sea en número de átomos, en estructura o en ambos, pues las

moléculas orgánicas son tanto las piezas para construir las diferentes estructuras biológicas, como las herramientas para llevar a cabo las complejas reacciones químicas necesarias para que se dé la vida. -

pero

no demasiado estables porque deben poder romperse en el transcurso de las reacciones bioquímicas. Moléculas con estas características solo se consiguen si se utilizan átomos de carbono para construirlas, gracias a las propiedades únicas de este átomo: 1.

El carbono tiene la característica de formar cadenas largas y estables de sus propios átomos.

2.

Los enlaces que puede formar el carbono consigo mismo y con otros átomos pueden ser simples, dobles y triples.

3.

El carbono tiene la capacidad de unirse a más átomos diferentes que cualquier otro átomo de la tabla periódica, siendo posibles los enlaces entre carbono e hidrógeno, oxígeno, nitrógeno, azufre, hierro, etc.; dando lugar a numerosos grupos funcionales.

4.

Estas tres propiedades permiten construir la gran variedad de moléculas complejas necesaria para la vida.

5.

La energía del enlace covalente carbono – carbono es suficiente para permitir la estabilidad de las moléculas orgánicas, necesaria para crear estructuras biológicas, pero no es excesiva, de tal forma que es posible su rotura en el transcurso de las reacciones bioquímicas.

Gracias a estas propiedades, el átomo de carbono es el átomo conocido más idóneo para construir la gran variedad de macromoléculas tridimensionales que los seres vivos necesitan para crear estructuras y realizar las funciones vitales. LAS BIOMOLÉCULAS: Las biomoléculas pueden ser simples y compuestas. Estas últimas se dividen en inorgánicas y orgánicas. Estas a su vez comprende a: glúcidos, lípidos, proteínas y ácidos nucléicos. EL AGUA: El agua es la sustancia química más abundante en la materia viva. Los porcentajes más bajos se dan en seres con vida latente como son la semillas, las esporas…El agua puede ser:

Los organismos pueden conseguir el agua directamente del exterior o a partir de reacciones bioquímicas, el agua obtenida así se denomina agua metabólica. : El agua a temperatura ambiente, es líquida, a diferencia de otras moléculas de parecida masa molecular como el N2, O2, etc., son gases. Este comportamiento físico es debido a que en la molécula del agua los dos electrones de los dos átomos de hidrógeno se encuentran desplazados hacia el átomo del oxígeno. Porello, en la molécula aparece un polo negativo situado en el átomo del oxígeno. Y como consecuencia, las moléculas de agua son dipolos ya que poseen dos polos positivos (de los átomos de hidrógeno) y uno negativo ( del oxígeno).Entre en estos dipolos se establecen fuerzas de atracción denominadas enlaces de hidrógeno, que originan polímeros de tres, cuatro y hasta poco más de nueve moléculas. Estas agrupaciones duran fracciones de segundo y les confiere al agua sus propiedades de fluido. PROPIEDADES DEL AGUA: -Elevada fuerza de cohesión entre sus moléculas ( Hace posible el fenómeno de capilaridad en las plantas. Depende tanto de la cohesión como de la adhesión de las moléculas)Se da gracias a los enlaces de hidrógeno. Esto explica que el agua sea un líquido casi incomprensible, idóneo para dar volumen a las células, provocarla turgencia de las plantas y constituir el esqueleto hidrostático de invertebrados. -Elevado calor específico(Gracias a esta propiedad el agua es un buen estabilizador térmico del organismo frente a cambios bruscos) La temperatura de un cuerpo es el grado de agitación de sus moléculas. Como las moléculas de agua forman polímeros, para que estén sueltas y agitadas hace falta romper muchos enlaces de hidrógeno. Por tanto, para aumentar la temperatura del agua se ha de calentar mucho más que para conseguir la misma temperatura en otras sustancias.

-Elevado calor para pasar de estado líquido a vaporización(Esto

Densidad

hace que el agua que se evapora, sea una buena sustancia refrigerante

más alta en estado líquido que en

del organismo)gaseoso hace falta romper todos los enlaces de hidrógeno,

estado sólido esta propiedad

lo que precisa mucha energía.

explica el por qué el hielo flota sobre el agua líquida, formándose así una capa superficial termoaislante, que posibilita la vida bajo el hielo.

- Elevado poder disolvente El hecho de tener moléculas dipolares hace que el agua sea un gran disolvente. -Bajo grado de ionización

LAS SALES MINERALES Las sales minerales pueden ser encontradas de dos formas: -Sales minerales precipitadas: Cuya función es esquelética -Sales minerales disueltas: Cuando se disuelven dan lugar a cationes y aniones. Estos iones son utilizados por las células para mantener constante el grado de acidez y el grado de salinidad. Los líquidos biológicos pese a estar constituidos básicamente por agua, mantienen constante el grado de acidez pese a la adición de ácidos o bases. Esto es debido a que los líquidos biológicos poseen sales minerales que se pueden ionizar, dando lugar a iones H u OH, que contrarrestan el efecto de los ácidos y bases añadidas. Este fenómeno se denomina efecto tampón. Las dispersiones de solutos de masa molecular baja se denominan disoluciones verdaderas. Tienen propiedades como la difusión simple y la ósmosis. Por el contrario,aquellas disoluciones de baja masa molecular se denominan dispersiones coloidales. -DIFUSIÓN SIMPLES la repartición homogénea de las partículas del fluido en el seno de otro fluido al ponerse en

-ÓSMOSIS: ●

TURGENCIA: En un medio externo hipotónico, es decir, menos concentrado, la célula se hincha, se pone

contacto.

turgente,por la entrada de agua ●

PLASMÓLISIS: En un medio externo hipertónico, es decir más concentrado, la célula pierde agua, se arruga y la membrana acaba rompiéndose.

Ciertos aniones actúan amortiguando las variaciones del PH de las disoluciones biológicas. Los aniones del carbono y del fosfato forman sistemas tampón. Están constituidos por ácidos débiles y sus bases conjugadas. TAMPÓN FOSFATO H2PO4 -1 TAMPÓN BICARBONATO

=

HPO4 -2 + H + Ambos iones se encuentran en equilibrio.

CO2 + H2O = H2CO3 =

HCO3 - + H+ Acidifica Neutraliza...