SOLUCIONARIO GUÍAS ESTANDAR

ANUAL

Biomoléculas inorgánicas: agua y sales minerales

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SOLUCIONARIO GUÍA Biomoléculas inorgánicas: agua y sales minerales.

ORGANIZACIÓN QUÍMICA DE LA MATERIA VIVA EL AGUA A partir de la observación de las figuras contesta las preguntas asociadas: 1. Describe las características de la molécula de agua. La molécula de agua está formada por dos clases de átomos, hidrógeno (H) y oxígeno (O) en una proporción de 2:1. La figura muestra que los enlaces que forma el oxígeno con el hidrógeno mantienen un ángulo de 104,5ª. El enlace que se forma entre estos átomos es de tipo covalente y polarizado. En la figura se ve que se producen dos deltas eléctricos. Como el oxígeno es un elemento más electronegativo, atrae el par de electrones generando el delta negativo. Al mismo tiempo, como los electrones se alejan del hidrógeno se genera un delta positivo en la región del hidrógeno. Esta situación hace que el agua se considere como un ion dipolar, característica que es muy importante para las propiedades del agua. 2. ¿Qué tipo de enlace se genera para la unión entre las moléculas de agua? Las moléculas de agua pueden mantenerse atraídas entre sí gracias a la característica del agua como ion dipolar. De esta manera, el polo negativo del agua establece atracción con el polo positivo de otra molécula de agua. Esta atracción se conoce como enlace de hidrógeno, que es un enlace de fuerza débil, pero que se establece millones de veces, lo que lo hace fuerte. 3. ¿Qué significa que el agua sea un solvente universal? ¿En qué característica de la molécula de agua se basa esta propiedad? Una propiedad importante del agua es la de solvente universal. En estricto rigor no es universal, ya que las sustancias como las grasas (apolares o no polares) no son disueltas por el agua. El agua si tiene la capacidad de disolver una gran cantidad de sustancias polares, es decir que presentan polaridad al igual que el agua (como por ejemplo las sales binarias, como el cloruro de sodio). Cuando entra en contacto el agua con la sustancia polar, las regiones de polaridad opuesta se atraen de manera que se produce la ruptura del enlace que une los elementos de la sustancia polar, produciéndose la disolución. Esta característica se basa en el carácter de ion dipolar del agua. 4. El agua posee un alto calor específico. El calor específico se define como la cantidad de energía (en forma de calorías) que se necesitan para elevar en 1°C la temperatura de 1 g de agua. ¿Qué importancia tiene esta propiedad para la regulación de la temperatura en los seres vivos? El hecho de que el agua tenga un alto calor específico implica que para elevar su temperatura es necesario incorporarle una gran cantidad de energía. En los organismos significa que la temperatura se mantiene estable frente a cambios en la cantidad de calor, que se da por ejemplo al realizar ejercicio.

5. El agua posee un alto calor de vaporización: calor necesario para evaporar el agua y enfriar el cuerpo de un organismo, a través de la transpiración. ¿En qué contribuye el calor de vaporización del agua para este aspecto de la homeostasis térmica? ¿a que temperatura se evapora el agua? El agua presenta un alto valor de evaporación o calor de vaporización, se necesitan 540 calorías para convertir un gramo de agua líquida en vapor, casi 60 veces más que lo necesario para el éter y casi el doble que lo necesario para el amoníaco. Para que se lleve a cabo la evaporación, deben romperse los puentes de hidrógeno. Esto requiere de energía térmica. En consecuencia cuando el agua se evapora, por ejemplo en la superficie de la piel, las moléculas que escapan llevan consigo una gran cantidad de calor; es por ello que la vaporización tiene un efecto refrigerante, descargándose el exceso de calor y estabilizando la temperatura. El agua se evapora a temperatura ambiente, siendo mayor desde los 40ºC.

6. ¿Qué otras propiedades posee el agua? y ¿qué funciones cumplen cada una de ellas? El agua posee una alta tensión superficial por la cohesión de las moléculas en la superficie de contacto con el aire, esto permite que cuando los lagos se congelan, la vida se mantenga debajo de él; así como también permite el fenómeno de capilaridad propiedad de asenso del agua por un tubo capilar debido a su cohesión; densidad del agua es máxima a 3.98ºC y a partir de allí disminuye ligeramente al aumentar o disminuir la temperatura, lo que hace que el hielo flote en el agua, ya que su densidad es menor que la del agua líquida; el agua se puede disociar, lo que se relaciona con la acídez de las soluciones que tienen agua, por la liberación de H + y grupos OH-. SALES MINERALES Mineral Fuentes en la dieta Funciones

principales Síntomas de deficiencia

Sodio (Na+) Sal de mesa y en general todos los alimentos.

Mantiene el equilibrio de agua en el organismo. Participa en el funcionamiento neuronal, en la contracción muscular

Mareos, baja presión sanguínea, pulso rápido, apatía mental, calambres, nauseas, vómitos

Potasio (K+) Carne, leche, frutas, principalmente el plátano.

Participa en el ingreso de nutrientes a la célula, en la salida de desechos. Participa en el funcionamiento cardiaco. Mantiene el equilibrio de los líquidos del

Latidos cardiacos rápidos e irregulares, debilidad muscular, náuseas, vómitos, diarrea, confusión.

cuerpo Hierro (Fe+3) Huevos, carnes

(hígado) leguminosas y vegetales (sabor amargo)

Como componente de la hemoglobina transporta oxígeno. Componente enzimático en la respiración celular

Anemia

Calcio (Ca+2) Leche y sus derivados, vegetales verdes oscuros.

Corazón y nervios sanos. Coagulación de la sangre, contracción muscular, mejora la salud de piel, huesos y dientes

Calambres, temblores. Dolor articular. Enlentecimiento de la coagulación. Alteraciones en el crecimiento.

Yodo (I-1) Pescados y mariscos. Sal yodada.

Participa en la síntesis de las hormonas tiroideas y, por tanto, en el metabolismo general, desarrollo del sistema nervioso y crecimiento

Bocio, retraso mental, baja estatura.

Fluor (F) Agua fluorizada, té, pescados y mariscos.

Mantenimiento del esmalte de los dientes.

Alta incidencia de caries dentales.

PRACTIQUEMOS ALGUNAS HABILIDADES A continuación se presenta un gráfico para que podamos determinar los principales puntos que se deben conocer para responder preguntas que sean de este tipo.

a) ¿Cuál es la variable independiente? Explica.

La variable independiente es la temperatura. El carácter independiente se refiere a que se manipula por parte del investigador y no depende del desarrollo de la experiencia.

b) ¿Cuál es la variable dependiente? Explica.

La variable dependiente es la densidad. Se le llama de esta manera porque se modifica de acuerdo se desarrolla la experiencia, o sea, depende de la variación de la otra variable.

c) A partir del gráfico es posible afirmar que:

El agua es un excelente termorregulador: Falso. El gráfico no puede mostrar la característica termorreguladora del agua, ya que lo que se grafica es la densidad. La densidad del agua es mayor en 4ª C: Verdadero. La observación del gráfico muestra que a 4ªC la densidad del agua es 1,0 g/cm3. A 2ª C la densidad es de aproximadamente 0,95 g/cc: Verdadero. A través del gráfico se puede interpolar para averiguar un dato dentro del gráfico. A 4ª C la tensión superficial del agua es máxima. Falso. La tensión superficial no es un dato que aparezca en la grafica.

d) A qué se refiere la interpolación de datos. Ejemplifica.

La interpolación es la obtención de un dato a partir de los datos que aparecen en el gráfico considerando los márgenes que da el mismo gráfico.

e) A qué se refiere la extrapolación de datos. Ejemplifica.

La extrapolación es la determinación de un dato de acuerdo a la tendencia que muestra el gráfico, ya que no está dentro de los márgenes de información que entrega el grafico.

SÍNTESIS DE LA CLASE

PREGUNTAS PROPUESTAS Número Alternativa Defensa 1. B El calcio se presenta en el organismo en tres formas

:como calcio libre o iónico, que sería la manera en que participa en la sinapsis nerviosa, como calcio unido a fosfatos como en el tejido óseo y dental, y calcio unido a proteínas como albúminas o globulinas.

2. C El agua es un importante termorregulador. Esto se permite gracias a que el agua tiene un alto calor específico, lo que permite que absorba calor sin que la temperatura se modifique drásticamente.

3. D En la contracción muscular participa el calcio para favorecer el acortamiento de la fibra muscular. El potasio es responsable de mantener el volumen de agua intracelular. El alto calor específico es propiedad del agua y no de un elemento mineral.

4. E El carácter bipolar del agua determina que se establezca atracción de las moléculas de agua entre si. Estas atracciones establecen enlaces puentes de hidrógeno. Como son una fuerza de atracción son difíciles de romper determinando una alta tensión superficial (las moléculas de agua se atraen entre si) un alto calor específico (los enlaces son capaces de absorber energía antes de romperse) y un gran poder disolvente (los polos

del agua atraen los polos de las moléculas polares generando su disolución).

5. B El calcio permite la retracción del coagulo una vez que se ha formado sobre el punto de lesión. Además, permite el acoplamiento actina miosina en la contracción muscular. Finalmente, el calcio es necesario para la exocitosis de los neurotransmisores durante la sinapsis.

6. A El sodio es el catión más abundante en el medio extracelular, ya que se presenta formando el compuesto NaCl en los líquidos insterticiales y el plasma sanguíneo .

7. D El hierro forma parte de la hemoglobina, dentro de la cual, en el estado ferroso (Fe+2), se une reversiblemente con el oxígeno. El principal almacén de hierro en el organismo es el hígado.

8. D La capacidad disolvente del agua depende del hecho de que el agua es un ión bipolar. El alto calor específico está relacionado con la capacidad termorreguladora del agua, por lo que amortigua las variaciones bruscas de temperatura, absorbiendo calor en temperaturas ambientales bajas o perdiendo calor al evaporarse frente a temperaturas ambientales altas.

9. E Por las propiedades que presenta el agua es el medio más adecuado para que ocurran las reacciones químicas, es decir, normalmente estas reacciones liberan calor, lo que en una cantidad elevada puede alterar la temperatura corporal. Este calor lo absorbe el agua. Por otra parte, el agua en su estado líquido y por la abundancia que presenta es un medio adecuado para movilizar distintas sustancias en el organismo.

10. E Los elementos minerales cumplen variadas funciones. El yodo es necesario para la síntesis de las hormonas tiroideas. El flúor participa del fortalecimiento de la estructura dental. El hierro incrementa el transporte de oxígeno en la sangre, también forma parte de los citocromos en los procesos de respiración celular. El calcio tiene un rol estructural en la formación de huesos y dientes, participa en la coagulación sanguínea, en la sinapsis y en la contracción muscular.

11. B El yodo, es el elemento mineral que permite formar las hormonas tiroideas T3 y T4.

12. C Las moléculas inorgánicas son aquellas que NO presentan carbono en su estructura.

13. B La capilaridad está asociada a la propiedad del agua de su gran fuerza de cohesión entre las partículas, lo que permite que se trasladen de manera ordenada por un tubo de un diámetro determinado, como lo hace en el xilema de las plantas.

14. C La sal común o de mesa está formada por NaCl, que es cloruro de sodio, que por ser una sal binaria se disocia con facilidad. Y es el Sodio que es osmóticamente activo, vale decir arrastra agua para alcanzar el equilibrio o la homeostasis del lugar.

15. E La sal hace que el agua pierda su tensión superficial es decir su cohesión, debido a que se rompen los puentes de hidrógeno, pues prevalece la propiedad del agua de ser solvente universal.

Nº pregunta

Alternativa Habilidad

1 B Reconocimiento

2 C Reconocimiento

3 D Reconocimiento

4 E Comprensión

5 B Reconocimiento

6 A Reconocimiento

7 D Reconocimiento

8 D Comprensión

9 E Reconocimiento

10 E Reconocimiento

11 B Reconocimiento

12 C Reconocimiento

13 B Comprensión

14 C Comprensión

15 E Comprensión