BIOELEMENTOSAGUA Y SALES

MINERALES

miércoles 19 de septiembre de 2012

BIOELEMENTOSPROPIEDADES

Capas electrónicas externas incompletas ENLACES COVALENTES

Nº atómico bajo ENLACES ESTABLES

Oxígeno y Nitrógeno electronegativos BIOMOLÉCULAS POLARES

Incorporación fácil bioelementos mayoritarios: CO2, H2O, NO3 -

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carbonoESTRUCTURA TETRAÉDRICA + 4 e- desapareados

Enlaces covalentes con otros átomos de carbono cadenas distintas formas y tamaños

Enlaces covalentes con otros átomos grupos funcionales

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CLASIFICACIÓN BIOELEMENTOS

70 Bioelementos 25 presentes mayoría seres vivos

Primarios o mayoritarios: C, H, O, N, P, S (99%)

Secundarios: Na, K, Ca, Mg, Cl, ... (1%)

Oligoelementos: < (0,1%)

Fe, Cu, Mn, Zn, I, Ni, Co (mayoría organismos)

Si, F, Cr, Li, B, Mo, Al (solo grupos concretos)

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oligoelementosHierro Fundamental para la síntesis de clorofila y la hemoglobina. Manganeso Interviene en la fotosíntesis en las plantas. Iodo Necesario para la síntesis de la tiroxina, hormona que interviene en el metabolismo. Flúor Forma parte del esmalte dentario y de los huesos. Cobalto Forma parte de la vitamina B12, necesaria para la síntesis de hemoglobina . Silicio Proporciona resistencia al tejido conjuntivo, endurece tejidos vegetales como en las gramíneas. Cromo Interviene junto a la insulina en la regulación de glucosa en sangre. Zinc Actúa como catalizador en muchas reacciones del organismo.

Litio Actúa sobre neurotransmisores y en la permeabilidad celular. En dosis adecuada puede prevenir estados de depresiones.

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biomoléculasINORGÁNICAS

AGUA

SALES MINERALES

ORGÁNICAS

GLÚCIDOS

LÍPIDOS

PROTEÍNAS

ÁCIDOS NUCLEICOS

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AGUAMolécula más abundante en seres vivos:

Especie

Edad:

Tipo de tejido u órgano

Composición química de los seres vivos (I) 11

Y

Por otra parte, estos enlaces unen entre sí moléculas de agua por su carácterpolar, como se verá más adelante. Estas atracciones intermoleculares dancomo resultado unas excepcionales propiedades al agua de las que depende-mos los seres vivos: su estado líquido, el calor específico y el de vaporización,la tensión superficial, la resistencia a cambios de temperatura y el punto decongelación, entre otras.

Enlaces de Van der Waals

Son fuerzas atractivas inespecíficas que se establecen entre dos átomos cua-lesquiera que estén situados a una distancia mutua de 3 a 4 Amgstrons.

La atracción de un par de átomos aumenta a medida que estos se acercan,hasta que están separados por la distancia de contacto de Van der Waals. A distancia menor, las fuerzas fuertemente repulsivas se hacen dominantes acausa de que las nubes electrónicas exteriores se solapan.

Aunque son más débiles que las uniones electrostáticas o el enlace de hidró-geno, tienen gran importancia en Biología.

Las fuerzas de Van der Waals solo resultan significativas cuando numerososátomos de una molécula pueden aproximarse a otros muchos átomos de laotra molécula. Esto ocurre cuando las formas de ambas se complementan.

Interacciones hidrofóbicas

Se producen cuando las moléculas o grupos apolares tienden a agruparse en elseno del agua. En sentido figurado, el agua tiende a comprimir las moléculasapolares. Estas interacciones son la fuerza principal que dirige el plegamientode las macromoléculas, la unión de los sustratos a los enzimas y la formaciónde las membranas celulares.

1.3. Biomoléculas inorgánicasLas biomoléculas son inorgánicas cuando aparecen también fuera de la mate-ria viva, y se pueden clasificar en: agua, sales minerales y gases (oxígeno, ni-trógeno, dióxido de carbono).

El agua

La vida, tal como se conoce en la Tierra, se desarrolla siempre en medio acuoso.Incluso en los seres no acuáticos el medio interno es esencialmente hídrico.

La inmensa mayoría de las reacciones bioquímicas se desarrolla en el seno delagua y obedece las leyes físico-químicas de las disoluciones acuosas.

El agua es la molécula más abundante en los seres vivos, y representa entre el70 % y el 90 % del peso de la mayor parte de los organismos. El contenido deagua varía de una especie a otra; también es función de la edad del individuo(con la vejez disminuye el contenido hídrico) y del tipo de tejido.

El papel primordial del agua en el metabolismo de los seres vivos se debe asus excepcionales propiedades físicas y químicas, derivadas de su estructuramolecular.

Contenido en agua de distintasespecies y estructuras

Algas: 98,0 %

Espinacas: 93,0 %

Medusas: 90,0 %

Mejillón: 82,2 %

Estrella de mar: 75,8 %

Recién nacido: 70,0 %

Hombre adulto: 63,0 %

Tejido nervioso: 85,0 %

Hueso: 22,0 %

Semillas: 20,0 %

Dentina: 10,0 %

!

H H

HC

HC

HH

C

HH

H

HH H

C

a El agua une los grupos hidrofóbi-cos con objeto de minimizar los efec-tos destructores de estos grupos so-bre la red de enlaces de hidrógenodel agua. A menudo se dice que losgrupos hidrofóbicos que se mantie-nen unidos de esta manera estánunidos por «puentes hidrofóbicos», aa pesar de que la atracción está ge-nerada en realidad por una repulsiónde las moléculas de agua.

Biologia 2 UD 01 26/1/09 08:17 Página 11

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Estructura molecular: enlace covalente O-H

Carácter dipolar: mayor electronegatividad oxígeno; par electrones enlace más próximos.

agua: estructura química

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agua: estructura químicaENLACE O PUENTE DE HIDRÓGENO

Enlace débil no permanente

duración: 1/1011 s

Cohesión

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PROPIEDADES Y FUNCIONES DEL AGUA

PODER DISOLVENTE Alta constante dieléctrica (80)

Disolvente Universal

animación disolución sal

Agua Líquida a temperatura ambiente vehículo de transporte o lubricante

“H2S y NH3 estado gaseoso”

Líquido prácticamente incompresible esqueleto hidrostático en cél. veget.

Capilaridad: cohesión + adhesión permite ascender agua por conductos estrechos.

Ascender savia bruta conductos xilema

animación capilaridad

Sustancias iónicas

Sustancias no iónicas polares

Capa Solvatación

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PROPIEDADES Y FUNCIONES DEL AGUA

ELEVADA TENSIÓN SUPERFICIAL

Deformaciones celulares

Movimientos citoplasmáticos

ELEVADO CALOR ESPECÍFICO Ce= 1cal/g

Absorbe o cede calor sin modificar prácticamente temperatura

ELEVADO CALOR DE VAPORIZACIÓN Cv = 540 cal/g

Refrigeración

Superficie libre de agua se comporta como membrana tensa

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PROPIEDADES Y FUNCIONES DEL AGUA

MENOR DENSIDAD HIELO QUE AGUA LÍQUIDA

HIELO FLOTA EN AGUA

- Temperatura del agua entre 0-4ºC aumenta de volumen.- 0ºC se forma retículo espacial estable de mayor volumen

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PROPIEDADES Y FUNCIONES DEL AGUA

IONIZACIÓN DEL AGUA

pH = -log [H+]

H2O + H2O H3O+ + OH-

a 25º C

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SALES MINERALES

FORMAN ESTRUCTURAS DURAS

Huesos, Caparazones, Conchas

FUNCIONES FISIOLÓGICAS Y BIOQUÍMICAS

Aniones: Cl-, HCO3-, PO43-, SO42-

Cationes: Na+, K+, Ca2+, Mg2+, Fe2+, Fe3+

Sostén

Protección

FosfatosCarbonatos

Sílice

- Mantener el grado de salinidad del medio interno.

- Estabilizar dispersiones coloidales.

- Intervenir en la ósmosis.

- Constituir soluciones tampón o amortiguadoras para mantener el pH intracelular.

- Formar estructuras esqueléticas.

- Contracción muscular.

- Transmisión impulso nervioso

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ósmosis

animación ósmosis

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ósmosis

how osmosis works

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ósmosis

plasmolisis-turgenciamiércoles 19 de septiembre de 2012

BEBIDAS ISOTÓNICAS

BEBIDAS ISOTÓNICAS

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