Composición química de la materia (completo)

Biología General

Filial Chiclayo

COMPOSICIÓN QUÍMICA DE LA MATERIA

Integrantes:• Renato Paucar Pérez• Jazmín Montalvan

Todos los seres, animados e inanimados, están formados por materia que es todo aquello que ocupa un lugar en el espacio y tiene masa.

Todas las formas de materia esta compuesta por un numero limitado de bloques de construcción llamados Elementos Químicos, sustancias que no pueden dividirse

en otras mas sencillas mediante reacciones químicas ordinarias.

En la actualidad los científicos reconocen 109 elementos diferentes, de los que 92 se encuentran en la naturaleza.

En el organismo se encuentran 26 de los 92 elementos naturales. El 96% de la masa corporal esta formado por C, H, O, N, P y S; (el 2 % restante está representado por elementos como el Fe, Ca , Na, K, Cu, Mg, I, Cl. Etc.)

MATERIA VIVA

Bioelementos

Primarios Secundarios

Biomoléculas

Oligoelementos

I norgánicas Orgánicas

Agua Sales Minerales

Disueltas

Precipitadas

Carbohidratos Hormonas

EnzimasLípidos

VitaminasProteínas

Ácidos Nucleicos

Formada por

Se combinan para f ormar

Asociadas

BIOELEMENTOSEn los seres vivos hay unos 27 elementos que aparecen

en su composición pero los más abundantes son:

Primarios(95%) Carbono Hidrógeno Oxígeno Nitrógeno Fósforo Azufre

Secundarios (5%) Calcio Sodio Potasio Cloro Magnesio Oligoelementos: Fe, I, Co,

Cu, Zn…

C

H

O

S

N

P Mg

Cl

K

Na

Ca

Bioelementos Primarios•Co

nstituyente principal de biomoléculas orgánicas.

Carbono

•Factor principal de la respiración y combustión de los alimentos.

•Componente del agua y de las moléculas orgánicas.

Oxigeno

•No se encuentra aislado. Componente de todas las biomoléculas, del agua y de todos los alimentos.

Hidrogeno

•Constituyente principal de proteínas, ácidos nucleicos y del aire.

Nitrógeno

•Forma parte de los huesos y dientes. Con si presencia se combate enfermedades neurológicas. Componente de muchas proteínas, de los ácidos nucleicos y del adenotrifosfato (ATP)

Fosforo

•Importante en la piel. Fundamental en enlaces entre aminoácidos (disulfuros)

•Componente de muchas proteínas.

Azufre

Bioelementos Secundarios•Catión

mas abundante del liquido extracelular.

•Esencial para el mantenimiento del equilibrio hídrico en la sangre.

Sodio

•Catión mas abundante del liquido intracelular.

•Importante en la conducción de los impulsos nerviosos y en la contracción muscular.

Potasio

•Anión importante del protoplasma. Intervienen en el equilibrio del agua y ácidos – básicos. Esencial en la sangre y en el liquido intersticial para mantener el equilibrio hídrico.

Cloro

•Cofactor enzimático. Junto al Calcio intervienen en la transmisión nerviosa. Antitrombótico.

Magnesio

•Intervienen en la actividad nerviosa y muscular, necesario para la coagulación sanguínea y para evitar raquitismo y osteomalacia.

•Contribuye a la dureza de huesos y dientes.

Calcio

Bioelementos Secundarios (Oligoelementos)

• Constituyente de cobalamina (B12). Esta vitamina evita la anemia perniciosa.Cobalto

• Cofactor de oxidasas. Su deficiencia produce anemia microcítica.Cobre

• Componente de hormonas Tiroxina (T3) y Triyodotironina (T4). Su alteración produce bocio tirotoxicosis.

Yodo

•Cofactor de hidrolasas descarboxilasas y transferasas (en síntesis de glicoproteínas)

Manganeso

•Cofactor de oxidasas (Xantina oxidasa). Importante en el metabolismo de nucleótidos.

Molibdeno

•Cofactor de glucatión peroxidasa (enzima antioxidante).Selenio

BIOMOLÉCULASLlamamos biomoléculas a las moléculas formadas por los bioelementos.

Estas tienen una estructura a

base de CarbonoBiomoléculas

inorgánicas

Agua Sales Minerales

orgánicas

Glúcidos

Lípidos

Proteínas

Vitaminas

ÁcidosNucleico

s

Biomoléculas Inorgánicas

AGUA

Por término medio constituye el 75 % del peso

del organismo.

Propiedades Físico - Químicasdel agua

Acción disolvente

Fuerza de cohesión entre sus moléculas

 Elevada fuerza de adhesión

Gran calor específico

Elevado calor de vaporización

Elevada constante dieléctrica

Nombre común que se aplica al estado líquido de hidrógeno y oxígeno (H2O). Los antiguos filósofos consideraban el agua como un elemento

básico que representaba a todas las sustancias líquidas.

Acción disolvente

• El agua es el liquido que mas sustancias disuelve. Responsable de dos funciones para los seres vivos: medio que ocurre las mayorías de reacciones del metabolismo, y el aporte de nutrientes y la eliminación de desechos.

Fuerza de cohesión entre sus moléculas

• Los puentes de hidrogeno mantienen a las moléculas fuertemente unidas, formando una estructura compacta que las convierte en un liquido casi incomprensible.

Elevada fuerza de adhesión

• De nuevo los puentes de hidrogeno son los responsables, al establecerse entre estos y otras moléculas polares, y es responsable junto con la cohesión de la capilaridad, al cual se debe en parte la ascensión de la sabia bruta desde las raíces hasta las hojas.

Gran calor específico

• El agua absorbe gran cantidades de calor. Su temperatura desciende mas lentamente que la de otros líquidos a medida que va liberando energía al enfriarse. Esta propiedad permite al citoplasma acuoso servir de protección para las moléculas orgánicas en los cambios bruscos de temperatura.

Elevado calor de vaporización

• A 20ºC se precisan 540 calorías para evaporar un gramo de agua, lo que da idea de la energía necesaria para romper los puentes de hidrogeno establecidos entre las moléculas del agua líquida y posteriormente para dotar a estas moléculas de la energía cinética suficiente para abandonar la fase liquida y pasar al estado de vapor.

Elevada constante dieléctrica

• Por tener moléculas dipolares, el agua es un gran medio disolvente de compuestos iónicos, como las sales minerales, y de compuestos covalentes polares como los glúcidos. Este fenómeno se llama solvatación iónica.

Bajo grado de ionización

• De cada 107 moléculas de agua, solo una se encuentra ionizada. Esto explica que la concentración de iones hidronio (H3O+) y de los iones hidroxilo (OH-) sea muy baja. Dado los bajos niveles de H3O+ y de OH-, si al agua se le añade un acido base aunque sea en poca cantidad estos niveles varían bruscamente.

Funciones del aguaDisolver

• El agua disuelve sustancias. Ejemplo: azúcar + agua

Bioquímica• El agua disuelve sustancias dentro del cuerpo. Ejemplo: la saliva disuelve los

alimentos

Transporte

• Transporta sustancias en nuestro cuerpo

Estructural

• El agua da forma a las células.

Termorregulador

• Regula y mantiene la temperatura corporal (homotermios 37ºCelsius)

Amortiguadora• Liquido amniótico (agua que rodea el embrión) Liquido encefaloraquidio (agua que

rodea el cerebro y medulas)

Biomoléculas InorgánicasSales minerales

Pueden presentarEstado sólido

Forman estructuras esqueléticas como huesos y

conchas

En disolución

Cumplen funciones de regulación del pH, transmisión del impulso

nervioso, y regulación de procesos osmóticos

Las células deben encontrarseen un medio isotónico

con su citoplasma

La célula absorbe agua y puede llegar a estallar

Medio Hipertónico

La célula pierde agua y se arruga

Medio Hipotónico

En el caso de los eritrocitos sanguíneos la plasmólisis se denomina crenación y la turgescencia el de hemólisis.

Las sales minerales precipitadas forman cuerpos sólidos de funciones estructurales.

Ejemplos: son las conchas y los huesos.

Las sales minerales precipitadas constituyen:

Silicatos: caparazones de algunos organismos, espículas de algunas esponjas y estructura de sostén en algunos vegetales.

Carbonato cálcico: caparazones de algunos protozoos marinos, esqueletos externos de corales, moluscos y artrópodos, así como estructuras duras.

Fosfato de calcio (en forma precipitada), forman estructuras duras, que proporcionan protección al ser que las posee. También actúan con función reguladora.

Precipitadas

Las sales disueltas en agua manifiestan cargas positivas o negativas. Hay cationes y aniones.

Las sales disueltas en agua pueden realizar funciones tales como:

Mantener el grado de salinidad.Amortiguar cambios de pH.Controlar la contracción muscular.Producir gradientes electroquímicos.

Ionizadas

Asociadas a moléculas orgánicas

Dentro de este grupo se encuentran las fosfoproteínas, los fosfolípidos y fosfoglicéridos.

De tal manera que las sales minerales están asociadas a las moléculas orgánicas y suborgánicas.

Bioelementos C : H : OMonómeros

• Moléculas no hidrolizables• Solubles y de sabor dulce• Se unen formando disacáridos y polisacáridos

FunciónEnergética Su equivalente calórico = 4

Kcal/g

Estructural Sólo algunos

Biomoléculas Orgánicas:

Son biomoléculas orgánicas ternarias

(C - H - O)

Su principal fuente son las plantas (fotosíntesis).

Clasificación: Según su tamaño y función: Monosacáridos Oligosacáridos

Disacáridos Polisacáridos

Reserva Estructurales

Glúcidos o Carbohidratos

Monosacáridos: Son las unidades básicas de los carbohidratos. Son dulces, sólidos, cristalinos y solubles en agua.

Triosas Gliceraldehído

Dihidroxiacetona

• Uno es un aldehído, el otro es una cetona

• Se diferencia en la posición del doble enlace con el Oxígeno

Pentosas Ribosa

Desoxirribosa

• Son aldosas

• Se diferencian en que la desoxirribosa carece de grupo alcohólico en el 2º carbono

Hexosas

Glucosa

Galactosa

Fructosa

• Glucosa y galactosa son aldosas, la fructosa es cetosa

• Las aldosas se diferencian en la posición de los grupos alcohólicos de los carbonos 2 y 3

Oligosacáridos:

Son las uniones de 2 a 10 monosacáridos.

Son dulces, sólidos, cristalinos, solubles en agua, fermentables y energéticos.

Los más importantes son los Disacáridos y dentro de este tenemos:

Maltosa

Glucosa + Glucosa = azúcar de la malta

Lactosa

Glucosa + Galactosa = azúcar de la leche

Sacarosa

Glucosa + Fructosa = azúcar de mesa

Glúcidos o Carbohidratos

Polisacáridos:Son las uniones de más de 10 monosacáridos.

No son dulces, son sólidos, no se cristalizan y son insolubles en agua. Aquí tenemos:

Polisacáridos de Reserva

Almidón: reserva energética de las plantas (tejidos y órganos de reserva).

Glucógeno: reserva energética de los animales (hígado y músculos).

Polisacáridos Estructurales

Celulosa: principal estructura de las plantas (50% de todo el material orgánico del mundo).

Quitina: principal estructura de exoesqueleto de artrópodos y pared celular de hongos.

Glúcidos o Carbohidratos

OLIGOSACÁRIDOS

Sustancias hidrolizables

Unión de dos monosacáridos

MALTOSA

Dos glucosas

LACTOSA

glucosa y galactosa

SACAROSA

glucosa y fructosa

POLISACÁRIDOS

Polímeros hidrolizables

Unión de n monosacáridos

DE RESERVA

ALMIDÓN en vegetales

GLUCÓGENO en animales

ESTRUCTURALES

CELULOSA, principal componente de la pared de la célula vegetal

Oligosacáridos y Polisacáridos

Los lípidos son un conjunto de moléculas orgánicas, lamayoría de biomoléculas compuestas principalmente

por Carbono e Hidrogeno y en menor medida elOxigeno, aunque también pueden contener Fosforo,

Azufre y Nitrógeno..

GLICÉRIDOS OTROS LÍPIDOS

GRASAS y SEBOS sólidos a temperatura ambiental

ACEITES líquidos a temperatura ambiental

Reserva de energía a largo plazo

Su equivalente calórico es de 9 Kcal/g

Más adecuados que los glúcidos para almacenar energía, ahorrando espacio y peso

Los seres vivos emplean como fuente de energía los glúcidos y una vez agotados, consumen las grasas almacenadas

Lípidos

GLICÉRIDOS: Son ésteres de glicerina y diferentes ácidos grasos

Glicerina, GlicerolAlcohol propanotriol

Ácidos grasos

3 H2O

OTROS LÍPIDOS

Ceras Fosfolípidos Esteroides Carotenoides

Función protectora

Recubren superficies de hojas y frutos

Recubren piel de vertebrados

Mantienen superficies flexibles e impermeables

Función estructural

Moléculas anfipáticas: una cabeza hidrófila, una cola hidrófoba

forman una bicapa lipídica, estructura básica de las membranas biológicas

Destaca el colesterol

Estructural: forma parte de las membranas de células animales

Regulador: precursor de otras sustancias como hormonas

Dan lugar a los pigmento vegetales responsables de los colores rojizos y amarillentos de las plantas

Reserva energética, almacenan en sus enlaces gran cantidad de energía (más que los carbohidratos).

Son constituyentes fundamentales de las membranas celulares. Constituyen hormonas sexuales y jugos biliares. Constituyen vitaminas (A, D, E, K). Producen aislamiento térmico y amortiguación debajo de la piel. Protege la superficie de las plantas (ceras).

Tienen como característica principal el ser hidrofóbicas o insolubles en agua y sí en solventes orgánicos como la bencina, el alcohol, el benceno y el

cloroformo.

Función Biológica de los Lípidos

Son compuestos orgánicos más abundantesConstituyen el 50% del peso seco de la materia viva

Sus unidadesbásicas

Moléculas no hidrolizables

Ácidos orgánicos formados por un grupo amino y un grupo carboxilo

Grupo carboxiloGrupo amino

Grupo variable que diferencia los 20 aminoácidos que forman las proteínas

Las Proteínas

El enlace peptídicoSe forman cadenas peptídicas o péptidos de longitud variable

Cada proteína es una macromolécula formada por una o varias cadenas peptídicas

En cada célula existen miles de proteínas distintas con funciones específicas

Cualquier alteración en la secuencia de aminoácidos, incluso la sustitución de un solo aa por otro, proporciona una proteína diferente

Las proteínas son específicas

Cada especie posee proteínas diferentes a las de

otras especies

Dentro de una misma especie, cada individuo tiene proteínas exclusivas que le

diferencian de otros individuos

Una misma proteína tiene secuencias peptídicas distintas en distintos

individuos

El grado de diferencia dependerá de su parentesco evolutivo Cada ser vivo tiene unas

características determinadas, porque tienen unas proteínas

determinadas

IMPORTANCIA

Desempeñan un papel fundamental en los seres vivos y son las biomoléculas más versátiles y más diversas. Son indispensables para el crecimiento y la construcción de tejidos y órganos.

Están compuestas de aminoácidos, sus unidades más simples, algunos de los cuales son esenciales para nuestro organismo; es decir, que necesariamente han de ser ingeridos junto con la dieta, ya que el cuerpo no es capaz de producirlos por sí solo.

Forman parte importante del protoplasma o materia viva de la célula y se hallan asociadas a la materia genética de ésta.

Se necesitan proteínas para elaborar los miles de enzimas que controlan la velocidad de las reacciones químicas del cuerpo; también para producir hormonas como la insulina y tiroxina, que regulan el metabolismo.

Asimismo se requieren para la formación de anticuerpos, que se combinan con las proteínas intrusas y producen una reacción de inmunidad que ayuda a detener infecciones nocivas. Contribuyen igualmente a regular el equilibrio del agua y el ácido-base en el cuerpo

Provoca la disminución de la glucosa en la sangre.

Aumenta la permeabilidad de las membranas celulares a la glucosa y otros azúcares.

Funciones de reserva, como la ovoalbúmina en el huevo, o la caseína de la leche.

Todas las proteínas realizan elementales funciones para la vida celular.

Las proteínas ocupan un lugar de máxima importancia entre las moléculas constituyentes de los seres vivos (biomoléculas).

Las proteínas determinan la forma y la estructura de las células y dirigen casi todos los procesos vitales.

Las funciones de las proteínas son específicas de cada una de ellas y permiten a las células mantener su integridad, defenderse de agentes externos, reparar daños, controlar y regular funciones, etc... la variedad y trascendencia de las funciones que desempeñan.

FUNCIONES:

Los ácidos nucleicos ADN ARN

En el núcleo celular formando

parte de los cromosomas

En el núcleo celular (nucleolo y jugo nuclear) y en

el citoplasma formando parte de

los ribosomas

ARNmARNt

ARNrEl ADN por dos cadenas enrolladas formando una doble hélice

El ARN está formado por una sola cadena

Funciones de los ácidos nucleicos

Dirigir la síntesis deproteínas

Transmitir lainformación hereditaria

• Un gen es un fragmento de ADN que dirige la síntesis de una proteína, responsable de la aparición de un carácter.

• Cada molécula de ADN está constituida por numerosos genes sucesivos

• A un gen con una determinada secuencia de nucleótidos le corresponde una proteína con una determinada secuencia de aas.

• El ARN es el encargado de ejecutar la información contenida en el ADN, y el encargado de sintetizar las proteínas.

• El ADN se duplica o replica

• Gracias a ello los caracteres hereditarios se transmiten de padres a hijos

• Replicación:

Se desenrolla el ADN

Cada hebra sirve de molde para la síntesis de la cadena complementaria

Se vuelven a enrollar en la doble hélice

Las mutaciones. Una mutación es un cambio hereditario producido por la modificación del material genético

Se manifiestan en las células que las sufren y en su

descendencia

Célulassomáticas

La mutación sólo afecta a la parte del cuerpo donde

se ha producido la mutación y no se transmite

a los hijos

Célulasreproductoras

No se manifiesta en el individuo pero sí en la

descendencia

Las mutaciones son causa de

variabilidad genética en las

poblaciones

Constituyen la base del proceso de

evolución

Las biomoléculas orgánicas estánformadas a base de

MONÓMEROS que pueden ser:

HIDROLIZABLESNO

HIDROLIZABLES

Nucleótidos Aminoácidos Glicerina yÁcidos grasos

Formanpolímeros de

ácidosnucleicos:

PolinucleótidosADNARN

Formanpolímeros deProteínas:Péptidos

PolipéptidosProteínas

Formanpolímeros de

Lípidos:Triglicéridos

Formanpolímeros de

Glúcidos:Disacáridos

Polisacáridos

Monosacáridos