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UD 1. LA MATERIA
VIVA: BIOELEMENTOS Y
BIOMOLÉCULAS.
ANEXO: Tipos de enlaces y formas de representar las
moléculas
1. BIOELEMENTOS O ELEMENTOS
BIOGÉNICOS
Son los elementos químicos que se encuentran en
la materia viva.
Clasificación de los bioelementos: Primarios. 96,2 % de la materia viva, Plásticos:Componentes
fundamentales de las biomoléculas. C, H, O, N, P y S
Secundarios: proporciones muy pequeñas, en forma iónica
generalmente. Na+, K+, Cl-,Ca2+ y Mg2+
Oligoelementos: vestigiales(<0,1 %). Función catalítica. Fe, Cu, Zn, Mn y Co : indispensables (universales)
B, Al, V, Mo, I y Si : variables (sólo están presentes en algunos organismos)
1.BIOELEMENTOS
1. BIOLELEMENTOS:
PRINCIPALES CARACTERÍSTICAS DE LOS
BIOELEMENTOS PRIMARIOS
Aunque no son los más abundantes, se encuentran con
facilidad en capas externas de la Tierra.
Masa atómica pequeña (CHON), variabilidad de valencias
Forman enlaces muy estables.
Sus compuestos presentan polaridad solubles en agua
(fácil incorporación y eliminación).
C y N presentan la misma afinidad para unirse al O o al H
por lo que pasan con la misma facilidad de estado oxidado a
reducido.
1. BIOELEMENTOS:
PROPIEDADES DEL CARBONO
Átomo mayoritario en la materia viva (62%) idóneo para constituir los seres vivos debido a: Tetravalencia:
posee 4 electrones en su capa externa por lo que puede formar 4 enlaces covalentes muy estables.
Capacidad de unión entre sí: A través de enlaces covalentes simples, dobles o triples,
dando lugar a cadenas lineales, ramificadas, cíclicas, con conformaciones tridimensionales algunas funciones requieren 3D
Capacidad de unirse a otros elementos formando radicales muy diversos =O, -OH, -NH2 … Pueden formarse muchos compuestos
químicos distintos posibilitan reacciones químicas de los seres vivos
2. BIOMOLÉCULAS
Los bioelementos se unen entre sí para formar las moléculas que constituyen los seres vivos, llamadas biomoléculas.
INORGÁNICAS: no exclusivas de los seres vivos Agua
Sales minerales
Algunos gases (CO2, O2)
ORGÁNICAS: constituidas básicamente por polímeros de carbono. Exclusivas de los seres vivos. Glúcidos
Lípidos
Proteínas
Ácidos Nucleicos
Principios inmediatos
no exclusivos
de la materia viva
Principios inmediatos exclusivos
de la materia viva
Unidos por enlace
covalente
Unidos por
enlace iónico
Átomos de los
bioelementos
Nucleótido
s
Proteínas Lípidos Glúcidos Agua
Sales
minerales
2. BIOMOLÉCULAS
2. BIOMOLÉCULAS:
PROPIEDADES
Su función depende de la forma y del tamaño (análisis químico y biológico).
La mayoría son macromoléculas, en muchos casos polímeros formados por la unión de moléculas sencillas (monómeros).
Formadas por esqueletos hidrocarbonados. Sustitución de hidrógenos grupos funcionales (propiedades f/q)
3. BIOMOLÉCULAS INORGÁNICAS:
EL AGUA
ESTRUCTURA
H2O
Molécula DIPOLAR
3. BIOMOLÉCULAS INORGÁNICAS:
EL AGUA
3. BIOMOLÉCULAS INORGÁNICAS:
EL AGUA
3. BIOMOLÉCULAS INORGÁNICAS:
EL AGUA
3. BIOMOLÉCULAS INORGÁNICAS:
EL AGUA
3. BIOMOLÉCULAS INORGÁNICAS:
EL AGUA
3. BIOMOLÉCULAS INORGÁNICAS:
EL AGUA
3. BIOMOLÉCULAS INORGÁNICAS:
EL AGUA
PROPIEDADES 1. Gran poder disolvente
2. Elevado calor específico
3. Elevado calor de vaporización
4. Gran conductividad
5. Elevada fuerza de cohesión y adhesión
6. Elevada tensión superficial
7. Reducida viscosidad
8. Mayor densidad en estado líquido que en estado sólido
9. Elevada reactividad química
PROPIEDADES: gran poder disolvente
3. BIOMOLÉCULAS INORGÁNICAS:
EL AGUA
NOTA: Solubilidad de las biomoléculas:
* Son solubles:
- Iones inorgánicos y orgánicos (grupos ácidos
y aminos)
- Las moléculas polares (alcoholes, tioles).
* Son insolubles:
- Las moléculas apolares (moléculas con
mucho C e H).
3. BIOMOLÉCULAS INORGÁNICAS:
EL AGUA
P: gran poder de disolución
Función relacionada: Transporte de sustancias
Tanto el plasma sanguíneo en los animales como la
savia en los vegetales contienen una altísima
proporción de agua.
3. BIOMOLÉCULAS INORGÁNICAS:
EL AGUA
P: elevado calor específico, de vaporización y gran
conductividad
Función relacionada: Termorregulación
El agua amortigua los cambios de temperatura.
Frente a un cambio fuerte de Tª ambiental el agua del
interior del ser vivo, permite que el cambio sea más
lento y que se reparta por todo el cuerpo.
3. BIOMOLÉCULAS INORGÁNICAS:
EL AGUA
P: Elevada tensión superficial
Función relacionada: este hecho es aprovechado para
provocar deformaciones citoplasmáticas, para la ascensión
de la savia bruta por los el xilema por el efecto de
capilaridad*, para la formación de pseudópodos, etc,,,
3. BIOMOLÉCULAS INORGÁNICAS:
EL AGUA
P: Elevada cohesión y adhesión/ tensión
superficial.
Función relacionada:
ascensión de la savia bruta por los el xilema por el
efecto de capilaridad.
Estructural actúa como esqueleto hidrostático en
vegetales
gracias a su incompresibilidad.
(debido a cohesión)
3. BIOMOLÉCULAS INORGÁNICAS:
EL AGUA
P: reducida viscosidad
Función relacionada: Lubricante.
reduce el rozamiento entre estructuras
deslizantes.
Ej. Líquido sinovial en articulaciones
3. BIOMOLÉCULAS INORGÁNICAS:
EL AGUA
P: reactividad química (capacidad de disociarse
en iones)
Función: Produce hidrólisis, es decir, ruptura de
enlaces moleculares por el agua.
3. BIOMOLÉCULAS INORGÁNICAS:
EL AGUA
Disociación del agua
Hidrólisis de un disacárido
P: mayor densidad en estado líquido que sólido.
Función asociada: permite supervivencia de seres vivos
acuáticos a temperaturas bajo cero. El agua líquida tiene una estructura polimérica y el hielo tiene una
estructura reticular.
3. BIOMOLÉCULAS INORGÁNICAS:
EL AGUA
FUNCIONES BIOLÓGICAS
Transportadora
Termorreguladora
Lubricante
Bioquímica
Estructural
Otras funciones específicas: ascensión de savia bruta,
absorción de sustancias por las raíces, permite la vida
bajo la capa de hielo en ecosistemas acuáticos, etc…
3. BIOMOLÉCULAS INORGÁNICAS:
EL AGUA
3. BIOMOLÉCULAS INORGÁNICAS:
LAS SALES MINERALES
Sólidas o precipitadas:
Función estructural:
CaCO3 forma el esqueleto de vertebrados, crustáceos, moluscos,
corales, equinodermos…
Ca3 (PO4)2 endurece huesos de vertebrados
SiO2 endurece tallos de gramíneas, caparazón de diatomeas y
radiolarios…
o Otras: otolitos (CaCO3) para mantener el equilibrio, partículas de
magnetita para orientación…
Disueltas en forma iónica. Estas últimas realizan las siguientes funciones:
Regulan el equilibrio ácido-base
Regulan los fenómenos osmóticos
Función de regulación o catalítica
Proporcionan estabilidad a los coloides
3. BIOMOLÉCULAS INORGÁNICAS: LAS SALES MINERALES
REGULACIÓN DEL PH
Ionización del agua y pH
LOS SISTEMAS TAMPÓN Mantienen constante el pH
Suelen ser disoluciones de sales de ácidos o bases débiles, cuyo equilibrio químico es capaz de aceptar o ceder protones al medio.
3. BIOMOLÉCULAS INORGÁNICAS: LAS SALES MINERALES
REGULACIÓN DEL PH
3. BIOMOLÉCULAS INORGÁNICAS: LAS SALES MINERALES
REGULACIÓN DEL PH
LOS SISTEMAS TAMPÓN (amortiguadores)
Mantienen constante el pH
Suelen ser disoluciones de sales de ácidos o bases
débiles, cuyo equilibrio químico es capaz de aceptar
o ceder protones al medio.
Cuando aumentan los protones, el equilibrio se desplaza a la derecha
Cuando disminuyen los protones, el equilibrio se desplaza a la izquierda
3. BIOMOLÉCULAS INORGÁNICAS: SALES MINERALES
REGULACIÓN DE LOS PROCESOS OSMÓTICOS
Sistema tapón: Bicarbonato (en líquidos
extracelulares)
Capacidad de amortiguación: pH 7,4
3. BIOMOLÉCULAS INORGÁNICAS:
LAS SALES MINERALES
Sistema tapón: Fosfato (medio intracelular)
pH 6,86
3. BIOMOLÉCULAS INORGÁNICAS:
LAS SALES MINERALES
Capacidad de amortiguación: pH 6,86
Según el movimiento de las partículas de soluto en el disolvente se pueden
distinguir tres fenómenos:
3. BIOMOLÉCULAS INORGÁNICAS:
LAS SALES MINERALES
Ósmosis: Es un tipo de difusión pasiva en la que se moviliza el agua.
Tipos de disoluciones según su concentración: Hipertónica: más concentrada
Isotónicas: igual concentración
Hipotónicas: menos concentrada
Movimiento de partículas: siempre desde la más concentrada a la más diluida.
3. BIOMOLÉCULAS INORGÁNICAS: SALES MINERALES
REGULACIÓN DE LOS PROCESOS OSMÓTICOS
FENÓMENOS OSMÓTICOS
Efecto sobre las células
Hipertónicas: Plasmólisis / crenación
Isotónicas: Nada
Hipotónicas: Turgencia o turgescencia / hemólisis
3. BIOMOLÉCULAS INORGÁNICAS: SALES MINERALES
REGULACIÓN DE LOS PROCESOS OSMÓTICOS
Turgescencia /
Hemólisis
Retracción /
Crenación
3. BIOMOLÉCULAS INORGÁNICAS: SALES MINERALES
REGULACIÓN DE LOS PROCESOS OSMÓTICOS
3. BIOMOLÉCULAS INORGÁNICAS: SALES MINERALES
FUNCIÓN CATALÍTICA
Iones Función catalítica o reguladora
Na+:
Mantenimiento del equilibrio iónico en el medio extracelular
Transmisión de la corriente nerviosa
Mantenimiento del potencial de membrana en las células
K+:
Contracción muscular.
Regulación de la actividad cardiaca
Transmisión de la corriente nerviosa
Ca2
+:
Coagulación de la sangre
Contracción muscular
Transmisión sináptica
Activador y cofactor de algunas enzimas
Cl-:
Mantenimiento del equilibrio iónico en el medio extracelular
Transmisión de la corriente nerviosa
Mantenimiento del potencial de membrana en las células
LAS DISPERSIONES COLOIDALES
Soluto no soluble (partículas de gran tamaño): no se dispersa
homogéneamente.
Id: Dispersan la luz. Turbidez.
Estados:
Sol: fluido
Gel: gelatinoso (resistencia al movimiento del soluto)
Sol Gel
La mayoría de las moléculas orgánicas forman dispersiones coloidales
Las sales estabilizan dispersiones coloidales Ej jabones
*Si se produce deshidratación, se coagula y deja de ser reversible.
3. BIOMOLÉCULAS INORGÁNICAS:
LAS SALES MINERALES
*
Apéndice:
Fórmulas en química orgánica
(tipos de representaciones
moleculares)
o Fórmula molecular
TIPOS DE REPRESENTACIONES MOLECULARES
FÓRMULA
MOLECULAR FÓRMULA
SEMIDESARROLLADA FÓRMULA DESARROLLADA
MODELO DE VARILLA MODELO COMPACTO
REPRESENTACIONES ESPACIALES
