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QUÍMICA AMBIENTAL

UNIDAD Nº III

Elementos que componen el medio ambiente: Suelo

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SEMANA 6

1. INSTRUMENTOS DE GESTIÓN

1.1. Legislación ambiental en Chile

La preocupación por el tema ambiental no es reciente ni mucho menos. Puede

resultar novedoso, pero, ya a principios del siglo pasado se dictaron normas que,

de una u otra forma, directa o indirectamente, han tenido como objetivo regular

actividades específicas que tienen una relevancia en materia ambiental. Así, por

ejemplo, en 1916 se dictó la Ley N° 3.133 relativa a la Neutralización de los

Residuos Provenientes de Establecimientos Industriales (Ley 3.133, artículo 10,

Diario Oficial 07/09/1916).

Una de las características de nuestra legislación ambiental es su falta de

organización, en otras palabras, existe una gran cantidad de normas relativas al

medio ambiente, todas dispersas en diversos cuerpos legales. Así por ejemplo, el

"Repertorio de la Legislación de Relevancia Ambiental Vigente en Chile",

elaborado por La Comisión Nacional del Medio Ambiente (CONAMA), publicado

en 1992 y actualizado en 1993, detectó la existencia de 782 textos legales de

relevancia ambiental de diversa jerarquía (leyes, Decretos, Reglamentos, etc.)

permitiendo comprobar la gran dispersión, incoherencia y falta de organicidad de

la legislación sectorial vigente y sus múltiples modificaciones.

Como ya se ha dicho anteriormente, la actual Constitución Política de la República

en su artículo 19, número 8º se reconoció por primera vez el derecho de las

personas a vivir en un medio ambiente libre de contaminación.

El 14 de septiembre de 1992 el Congreso Nacional recibió el Mensaje Presidencial

con la presentación del Proyecto de Ley de Bases Generales del Medio Ambiente.

El 1 de marzo de 1994 se promulga la Ley Nº 19.300. Su publicación es un hito en

la Política General de Gobierno y su aplicación ha permitido avances importantes

en la gestión ambiental del país. Ella se caracteriza por su gradualidad y realismo,

que permiten considerar las condiciones de factibilidad en el mediano y largo

plazo, siendo uno de los principales instrumentos para alcanzar los objetivos de la

política ambiental por cuanto todos los cuerpos legales dictados con posterioridad

se basan en ella (Reglamentos, Normas de Calidad, Normas de Emisión, Planes

de Descontaminación). La ley de bases, no pretende cubrir todas las materias

relacionadas con el medio ambiente, pues con su dictación no deja de ser

necesaria la existencia de leyes especiales para regular específicamente aquellas

áreas que presentan complejidades particulares, como lo sería, por ejemplo, una

ley de emisiones, forestal, de recursos marítimos, o una Ley de Suelos. Es

precisamente en esta materia, donde se presenta con mayor nitidez la

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SEMANA 6

característica de dispersión de normas, existiendo normas yuxtapuestas, llegando

incluso, en ciertos casos, a presentarse abiertas contradicciones entre las mismas.

1.2. Recopilación de leyes que regulan directa e indirecta el recurso suelo

Constitución política

Constitución Política de la República de Chile de 1980 Art. 19 N° 8 y 24, Art. 20

Principales Leyes, Decretos Leyes y Decretos con Fuerza de Ley

• Código Civil Arts. 582, 591, contenidas en el Libro Segundo del Código, “De

los Bienes”

• Código Penal Arts. 476 N° 3, 495 N° 11 • Código de Aguas, D. Of: 29.10.81

Arts. 58, 62 al 68, modificado por la Ley 20.017, D. Of: 16.06.05

• Código de Minería, D. Of: 14.10.83 Arts. 1, 17, 120a 125

• Código Sanitario, D. Of: 31.01.68 Art. 73

• Ley N° 11.402, D. Of: 16.12.53. Dispone que las obras de defensa y

regularización de las riberas y cauces de los ríos, lagunas y esteros que se

realicen con participación fiscal, solamente podrán ser ejecutadas y

proyectadas por la Dirección de Obras Sanitarias del Ministerio de Obras

Públicas, Arts. 3, 5, 6 y 11

• Ley N° 17.288, D. Of: 04.02.70. Ley sobre Monumentos Nacionales Arts.

13, 22, 31, 42 y 44

• Ley N° 18.097, D. Of: 21.01.82. Ley Orgánica Constitucional sobre

Concesiones Mineras Arts. 2, 4, 7 y 14

• Ley N° 18.910, D. Of: 03.02.90. Sustituye Ley Orgánica del Instituto de

Desarrollo Agropecuario Art. Primero, 2

• D.L. N° 701, D. Of: 28.10.74. Somete los terrenos forestales a las

disposiciones que señala Arts. 1,2, 4, 6, 7, 8, 12, 17, 21,22, 24. Este D.L.

fue modificado por el D.L. 2565, D. Of: 03.04.74, el que, a su vez, fue

modificado por la Ley 19.561, D. Of: 16.05.98, que vino a restablecer las

bonificaciones a la forestación para cualquier propietario, cuando esto vaya

asociado a labores de recuperación de suelos degradados, focalizándose,

especialmente, hacia los pequeños propietarios forestales.

• D.L. N° 3.557, D. Of: 09.02.81. Establece disposiciones sobre protección

agrícola: Arts. 11, 12, 13, 34 y 35.

• D.F.L. N° 458, del 18.12.75 de Vivienda y Urbanismo, D. Of: 13.04.76.

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Aprueba nueva Ley General de Urbanismo y Construcciones Arts. 41, 42 b)

d), 52, 53, 54, 55

Principales Decretos Supremos Aprobatorios de Tratados y Convenios

Internacionales:

• D.S. Nº 531, del 23.08.67, de Relaciones Exteriores, D. Of: 04.10.67.

Aprueba Convención para la Protección de la Flora, la Fauna y las Bellezas

Escénicas naturales de América, conocida también como “Convención de

Washington”.

• D.S. Nº 259, del 27.03.80, de Relaciones Exteriores, D. Of: 12.05.80.

Promulga Convención sobre la protección del Patrimonio Mundial, Cultural y

Natural, suscrita en UNESCO.

• D.S. N° 385, del 05.05.80, de Relaciones Exteriores, D. Of: 07.07.80.

Promulga Convención sobre la prohibición del desarrollo, la producción y el

almacenamiento de armas bacteriológicas (biológicas) y tóxicas y sobre su

destrucción Arts. I al VII, IX

• D.S. Nº 771, del 04.09.81, de Relaciones Exteriores, D. Of: 11.11.81

Aprueba Convención relativa a los Humedales de importancia Internacional

especialmente como hábitat de aves acuáticas (RAMSAR).

• D.S. N° 296, del 07.04.86, de Relaciones Exteriores, D. Of: 14.06.86.

Promulga el Convenio para la protección del medio ambiente y la zona

costera del Pacífico Sudeste Arts. 5, 8

• D.S. Nº 685, del 29.05.92, de Relaciones Exteriores, D. Of: 13.10.92.

Aprueba Convenio de Basilea sobre el Control de los Movimientos

Transfronterizos de los Desechos Peligrosos y su Eliminación.

• D.S. Nº 37, del 02.03.05, de Relaciones Exteriores, D. Of: 19.05.05.

Aprueba el Convenio de Rótterdam sobre el consentimiento fundamentado

previo a ciertos plaguicidas y productos químicos peligrosos objeto de

comercio internacional. 2.4. Decretos Supremos4

• D.S. N° 2374, del 15.10.37, de Tierras y Colonización, D. Of: 24.11.37.

Aprueba el Reglamento para la explotación de bosques existentes en las

cuencas hidrográficas Arts. 4 y 5

• D.S. N° 288, del 08.05.69, de Salud, D. Of: 31.05.69. Reglamento sobre

sistema de tratamiento primario de aguas servidas mediante estanques

sépticos prefabricados

• D.S. N° 233, del 26.04.78, de Tierras y Colonización, D, Of: 13.06.78. Crea

Comisión Coordinadora conjunta para el estudio y capacidad de uso del

suelo fiscal del Estado de Chile Integro

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• D.S. N° 185, del 29.09.91, de Minería, D. Of: 16.01.92. Reglamenta

funcionamiento de establecimientos emisores de anhídrido sulfuroso,

material particulado y arsénico en todo el territorio de la República Arts. 3°

letra 1), 6°, 7°, 8°, 24° letras c) e i) y 25° letras a) y c)

• D.S. N° 252, del 30.12.92, de Minería, D. Of: 02.03.93. Aprueba Plan de

Descontaminación del Complejo Industrial Las Ventanas.

• Resolución N° 1457, del 22.07.91, del Servicio de Salud Bío-Bío, D. Of:

31.07.91. Prohibe riego con aguas contaminadas Art. 2

Para tener un mejor panorama de esta legislación, nos referiremos a ella,

agrupándolas por materia.

I. Derecho de Propiedad:

a. El uso y manejo del suelo está fuertemente condicionado por el régimen de

propiedad vigente en Chile. El derecho de propiedad está expresamente

garantizado por la Constitución Política de la República, la que indica que

sólo en virtud de una ley se puede establecer el modo de adquirir la

propiedad, de usar, gozar y disponer de ella y las limitaciones y

obligaciones que deriven de su función social. Entre otras, ésta comprende

cuanto exija la conservación del patrimonio ambiental, el que tiene entre

sus componentes básicos, el suelo. Luego, el uso y manejo del suelo

depende constitucionalmente de la ley, que está facultada para establecer

las limitaciones u obligaciones que exija la conservación del patrimonio

ambiental.

b. Cabe señalar que el derecho de propiedad o dominio faculta a su titular

para usar, gozar y disponer del bien sobre que recae, arbitrariamente, no

siendo contra ley o contra derecho ajeno. El propietario del suelo, en

consecuencia, está facultado para usarlo y manejarlo como estime

conveniente, siempre que lo haga en conformidad a la ley y no afecte a los

derechos de los demás.

II. Contaminación

a. La Constitución Política de la República de Chile consagra el llamado

Recurso de Protección, en virtud del cual, en el caso también de

contaminación de suelos, cualquier persona que sea afectada en su

derecho a vivir en un medio ambiente libre de contaminación, por un acto u

omisión ilegal imputable a una autoridad o a una persona determinada,

puede ocurrir por sí o por cualquiera a su nombre, a la Corte de

Apelaciones respectiva, para que ésta adopte de inmediato las providencias

que juzgue necesarias para restablecer el imperio del derecho y asegure la

debida protección del afectado.

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SEMANA 6

b. La Ley de Protección Agrícola dispone que los establecimientos

industriales, fabriles, mineros o de cualquier otra índole que manipulen

productos susceptibles de contaminar la agricultura se encuentran

obligados a adoptar oportunamente, de propia iniciativa, las medidas

técnicas y prácticas necesarias para evitar la contaminación, sin perjuicio

de tener que acatar las directivas que el Presidente de la República dicte al

respecto por intermedio de los Ministerios de Agricultura o de Salud. Ante

casos calificados de contaminación, el Presidente de la República puede

ordenar la paralización total o parcial de los establecimientos, empresas o

actividades que lancen al aire humos, polvos o gases o que vacíen en las

aguas productos o residuos que, comprobadamente, perjudiquen la salud

de los habitantes, alteren las condiciones agrícolas de los suelos o causen

daño a la salud, vida, integridad o desarrollo de los vegetales o animales.

Del decreto supremo se puede reclamar ante la Corte de Apelaciones

correspondiente a la ubicación del establecimiento afectado.

III. Minería

a. La conservación del suelo está limitada, por cuanto el dueño del predio

superficial debe respetar la servidumbre que la ley establece en favor de la

actividad minera. En efecto, la ley puede señalar las obligaciones y

limitaciones que faciliten la exploración, la explotación y el beneficio de la

mina. De esta forma, la Constitución garantiza y protege especialmente el

derecho de propiedad o dominio del titular de una concesión minera,

prevaleciendo sobre la garantía general del derecho de propiedad del suelo,

en nuestro caso.

IV. Urbanización:

a. La Ley General de Urbanismo y Construcciones regula, en lo fundamental,

el problema del crecimiento de las ciudades a expensas de los suelos

agrícolas. El procedimiento de planificación urbana que contempla, a través

de la aprobación del correspondiente plan regulador comunal, así como la

fijación de los límites urbanos, son los instrumentos claves de esta

regulación. Para armonizar las necesidades de crecimiento urbano con la

protección de los suelos agrícolas, se creó en 1977 una Comisión Mixta de

Agricultura y Urbanismo, a la que posteriormente se incorporó Turismo y

Bienes Nacionales, con el objeto de conocer e informar técnicamente los

proyectos de establecimiento y modificación de los límites urbanos y de

cambio de uso del suelo agrícola.

De la sola exposición de la normativa antes indicada (una fracción del total

vigente), se puede apreciar que ésta constituye una verdadera “jungla normativa”,

una jungla frondosa, sin duda, tremendamente difícil de recorrer y, en definitiva, tal

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SEMANA 6

realidad constituye un obstáculo a la realización de cualquier proyecto en el ámbito

suelo y, finalmente, no constituye una defensa eficaz del recurso. Por lo dicho,

resulta una necesidad evidente avanzar hacia una Ley Marco de Suelos que

armonice –y modernice- toda la legislación existente en materia de suelos, y, de

esta forma, dar cumplimiento al mandato contenido en la ley 19.300, de Bases del

Medio Ambiente, que en su artículo 39 señala: “La ley velará porque el uso del

suelo se haga en forma racional a fin de evitar su pérdida y degradación”

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2. DEFINICIONES

Anfibólica (de anfibolismo): Es una ruta metabólica que comprende tanto al

anabolismo como al catabolismo, por ejemplo: el ciclo de Krebs.

Diatomea: Las diatomeas son un grupo de algas unicelulares, tamaño

considerablemente pequeño. Desde el punto de vista funcional, son células

individuales a pueden aparecer como filamentos, cadenas o colonias. La

característica principal que distingue a las diatomeas es que sus células tienen

una cubierta silícea resistente a la degradación llamada “frústulo” y que está

formado por dos mitades, cada una de las cuales se llama theca (thecae plural); la

pieza principal de cada theca es denominada valva y al conjunto de las bandas o

cinturones que sirven para unir a las dos valvas que forman al frústulo se le llama

cíngulo.

Desoxirribosa: Es un monosacárido de 5 átomos de carbono (pentosa) derivado

de la ribosa, que forma parte de la estructura de nucleótidos del ADN. Su

estructura es semejante a la ribosa, pero el carbono 2 no posee un grupo alcohol.

Enlace glucosídico: Existen dos tipos de enlace glucosídico, el llamado enlace

O-glucosídico, mediante el cual se unen monosacáridos, y el enlace N-glucosídico,

mediante el cual se unen un azúcar y un compuesto aminado.

Esterificación: La esterificación es el procedimiento mediante el cual podemos

llegar a sintetizar un éster.

Hemoglobina: Es una proteína que se encuentra en el interior de los glóbulos

rojos, tiene como función transportar el oxígeno desde los pulmones a los tejidos

así como al dióxido de carbono (CO2) desde los tejidos hacia los pulmones.

Hidrogeniones: Concentración de iones H+ en una solución. Su expresión

logarítimica es el pH.

Linfa (Hemolinfa): Es el líquido circulatorio propio de los artrópodos, es el

equivalente a la sangre de los vertebrados. Suele ser incoloro o de color amarillo-

verdoso. La función principal de la hemolinfa es transportar nutrientes vitales y

hormonas a todos los tejidos y recoger de las células sustancias de desecho

procedentes del metabolismo.

Lixiviación: La lixiviación es un proceso hidrometalúrgico que permite obtener el

cobre de los minerales oxidados que lo contienen, aplicando una disolución de

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ácido sulfúrico y agua. Este proceso se basa en que los minerales oxidados son

sensibles al ataque de soluciones ácidas.

Metabolismo: Conjunto de todos los procesos bioquímicos y fisicoquímicos de un

ser vivo. Es consecuencia de la vida y el crecimiento celular. Conlleva la

generación de energía, la absorción y distribución de los nutrientes, la eliminación

de desechos, el transporte de oxígeno, etc.

Quitina: La quitina es un polisacárido muy abundante en la naturaleza,

principalmente en crustáceos, insectos y hongos. Posee una estructura lineal de

alto peso molecular constituida por unidades de N-acetil-D-glucosamina unidas por

enlaces β-D (1,4). Es altamente insoluble y presenta baja reactividad.

Saponificación: Se entiende por saponificación la reacción que produce la

formación de jabones. La principal causa es la disociación de las grasas en un

medio alcalino, separándose glicerina y ácidos grasos. Estos últimos se asocian

inmediatamente con los álcalis constituyendo las sales sódicas de los ácidos

grasos: el jabón. Esta reacción se denomina también desdoblamiento hidrolítico y

es una reacción exotérmica.

Tampón: Un tapón o buffer es una o varias sustancias químicas que afectan a la

concentración de los iones de hidrógeno en el agua. Siendo que pH no significa

otra cosa que potencial de hidrogeniones (o peso de hidrógeno), un buffer (o

“amortiguador”) lo que hace es regular el pH.

Tiroxina: La prueba de tiroxina permite diagnosticar enfermedades de la tiroides.

La tiroides es una glándula pequeña con forma de mariposa situada en el cuello.

Produce hormonas que regulan la manera en que el cuerpo utiliza la energía.

También juega un papel importante en la regulación del peso, la temperatura

corporal, la fuerza muscular e incluso el estado de ánimo. La tiroxina, también

conocida como T4, es un tipo de hormona tiroidea. Esta prueba mide el nivel de

T4 en la sangre. Un exceso o una cantidad insuficiente de T4 podría indicar una

enfermedad de la tiroides.

2.1. Química orgánica y sus procesos asociados a la biota

Bioelementos

Los bioelementos son los elementos químicos que forman parte de los seres

vivos, bien en forma atómica o bien como integrantes de las biomoléculas. Son

más de 60 elementos de la tabla periódica aunque en todos los seres vivos se

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SEMANA 6

encuentran unos 25. Los bioelementos se presentan en proporciones diferentes y

su abundancia, que no su importancia, se emplea como criterio para clasificarlos.

Clasificación de los bioelementos:

• Bioelementos primarios: son los más abundantes. Encontramos el

carbono (C), hidrógeno (H), oxígeno (O), nitrógeno (N), fósforo (P) y azufre

(S). De estos seis elementos, los cuatro primeros constituyen

aproximadamente el 95% de la materia viva y los seis juntos llegan a formar

el 96,2% de la misma. Estos elementos tienen gran facilidad para constituir

moléculas complejas en forma de cadena, las más sencillas de las cuales

se componen sólo de carbono e hidrógeno (hidrocarburos) y a partir de

ellos, por sustitución de algunos hidrógenos por otros átomos o grupos de

átomos (grupos funcionales) se obtienen infinidad de compuestos o

biomoléculas.

• Bioelementos secundarios: son todos los demás. Dentro de ellos los hay

más abundantes y suelen presentarse formando sales y hay otros,

minoritarios, que sólo forman parte de ciertas moléculas (e.g hemoglobina,

tiroxina, clorofila). Se pueden diferenciar:

o Indispensables: aparecen en todos los organismos. Entre ellos

destacan el calcio (Ca), cloro (Cl), potasio (K), sodio (Na), magnesio

(Mg), hierro (Fe), etc.

o Variables: pueden faltar en algunos organismos. Algunos de ellos

son el bromo (Br), zinc (Zn), aluminio (Al), cobalto (Co), yodo (I),

cobre (Cu), etc.

Un bioelemento incluido en una categoría puede, en determinados

organismos, pertenecer a otra. Así, el silicio (Si), es secundario en general,

pero en organismos como las diatomeas (algas unicelulares), pasa a ser

primario (constituye su envoltura).

Se denominan Oligoelementos a aquellos bioelementos secundarios que se

encuentran en cantidades ínfimas en los seres vivos. Por ejemplo el cobalto

(Co) o el litio (Li). Cualquier bioelemento es indispensable para el ser vivo

que lo posea y aunque su proporción sea minúscula su carencia acarrea la

muerte del individuo.

Biomoléculas:

Las biomoléculas son los compuestos químicos que forman la materia viva.

Resultan de la unión de los bioelementos por enlaces químicos entre los que

destacan los de tipo covalente (recuerda los tipos de enlace químico). Se distingue

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SEMANA 6

entre:

• Biomoléculas inorgánicas: son características de la materia inerte, pero

se encuentran también entre los seres vivos. No poseen átomos de carbono

o este, si aparece, no forma cadenas con otros carbonos y con hidrógenos.

Son el agua, las sales minerales y algunos gases que pueden

desprenderse o utilizarse en el transcurso de las reacciones químicas de

las células como el oxígeno (O2) y el dióxido de carbono (CO2).

• Biomoléculas orgánicas: están formadas por carbono, al que se unen, al

menos hidrógeno y oxígeno y, en muchos casos nitrógeno, fósforo y azufre.

En general son moléculas exclusivas de los seres vivos, salvo el caso del

metano, que es el hidrocarburo más simple y que sabemos que puede tener

un origen no biológico. Consideramos moléculas orgánicas aquellas que se

basan en la química del carbono, entre las que los hidrocarburos son las

más sencillas. A lo largo del siglo XX, este campo de la química ha

experimentado un desarrollo increíble: combustibles, abonos, colorantes,

pesticidas, pinturas, plásticos, etc. Casi todo ello partiendo de esa mezcla

natural de hidrocarburos que es el petróleo.

Profundicemos:

2.2. Biomoléculas inorgánicas

El agua

El agua es una molécula de enorme importancia biológica, tanto por su

abundancia como por las funciones que desempeña en la materia viva así como

por el papel que ha jugado en el origen y evolución de la vida (ver unidad II de

este curso).

• Abundancia: El agua es la biomolécula más abundante de los seres vivos,

alcanzando una proporción media del 75% del peso total. Esta agua

procede en su mayor parte del medio externo y en menor proporción de

reacciones químicas de las células. En los seres pluricelulares, el agua se

encuentra dentro de las células, entre las mismas (espacio intersticial o

intercelular), o circulando por el organismo (sangre, linfa o savia).

• Estructura de la molécula: La molécula del agua es neutra en conjunto,

pero presenta bipolaridad, es decir, se comporta como un pequeño imán o

dipolo debido al reparto asimétrico de sus electrones, que hace que un

extremo tenga carga positiva y el otro extremo la tenga negativa. Esta

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asimetría procede de que en el enlace covalente entre los hidrógenos y el

oxígeno, este último “tira” de los electrones de los hidrógenos al ser muy

electronegativo quedando con un exceso de carga negativa y la zona de los

hidrógenos con un defecto de esta carga negativa y por lo tanto con exceso

de carga positiva.

• Funciones biológicas: Están relacionadas con sus propiedades

fisicoquímicas. Las principales son:

o Función disolvente: El agua es un líquido que disuelve un gran número

de sustancias diferentes (disolvente universal).

o Medio de reacción: Además, constituye un medio que facilita la

movilidad de las moléculas, favoreciendo el que puedan reaccionar

entre ellas. (Las semillas pueden mantenerse “dormidas” mucho tiempo

porque al no tener agua, no hay reacciones químicas).

o Función transportadora: Los medios transportadores de sustancias

tanto nutritivas como de desecho suelen estar constituidos

fundamentalmente por agua (sangre, savia).

o Función bioquímica: El agua participa en reacciones bioquímicas como

sustancia reaccionante o sustrato, como por ejemplo en las llamadas

hidrólisis, mediante las cuales muchas macromoléculas orgánicas son

descompuestas en biomoléculas más simples. En procesos como la

fotosíntesis, el agua interviene aportando hidrógenos. En otras

reacciones, se obtiene agua como producto de reacción, como por

ejemplo en la respiración u oxidación de la glucosa.

o Función estructural. El agua puede servir de auténtico esqueleto,

dando consistencia a ciertas células o estructuras. Por ejemplo esto

sucede en plantas herbáceas o en animales como las medusas.

o Función termorreguladora. El agua, debido a su elevado calor

específico (se necesita mucha energía para elevar o disminuir su

temperatura) es un excelente regulador, evitando los cambios bruscos

que podrían afectar a los seres vivos. Por ejemplo, la sangre calienta la

piel cuando ésta pierde calor, o el sudor la enfría si hay un

sobrecalentamiento. Pero todo ello sin tener que movilizar o perder

mucha cantidad de líquido.

La vida se considera tan ligada al agua que solo ahora que se ha demostrado la

existencia de esta en Marte, los científicos se plantean la búsqueda de seres vivos

en dicho planeta.

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SEMANA 6

Las sales minerales

Las sales minerales están formadas por un catión y un anión. Las sales pueden

presentarse de dos formas diferentes:

• Sales insolubles o no disociadas: Se dicen también sales precipitadas.

Presentan una función esquelética, formando caparazones (carbonato de

calcio) o conchas o bien huesos (fosfato cálcico). En algunos casos, los iones

pueden estar unidos a moléculas orgánicas, de modo que no están disociados

pero tampoco forman sales minerales. Sus funciones dependerán de la

molécula de que se trate. Por ejemplo, la hemoglobina lleva el ión hierro, la

clorofila contiene magnesio, la vitamina B12 lleva el ión cobalto, etc.

• Sales en forma disociada o sales solubles o disueltas. Los iones se

encuentran disueltos en agua y son responsables de algunas funciones muy

específicas, pero también intervienen de manera decisiva en procesos físico-

químicos de importancia vital para los organismos. Dos de los fenómenos

fundamentales desde el punto de vista biológico son el equilibrio osmótico y el

pH:

• Equilibrio osmótico: Las membranas celulares son semipermeables. Esto

quiere decir que dejan pasar el agua libremente pero no las sales. La

dirección que lleve el agua, es decir, si entra o si sale de las células

dependerá de la concentración de sales a cada lado de la membrana: el

agua siempre se mueve desde donde hay menos concentración de sales

hacia donde hay más, hasta que ambas disoluciones alcancen la misma

concentración. A este fenómeno se le llama ósmosis, y en este trasvase el

agua ejerce una presión osmótica. (Si fuera de la célula hay mayor

concentración de sales, la disolución es hiperosmótica o hipertónica, el

agua sale de la célula y esta se deshidrata. Si la concentración fuera es

menor o hipoosmótica o hipotónica, el agua entra en la célula y se hincha.

El tercer caso es el idóneo: si una célula está rodeada por una disolución

isoosmótica, el agua no entra ni sale. La presión osmótica es creada

básicamente por las sales, pero en general por las moléculas de todo tipo

que se encuentran en disolución acuosa. Es un fenómeno de importancia

vital para los seres vivos.

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Figura 1. La difusión de agua se conoce con el nombre de osmosis. Si la

concentración de un soluto en el interior de la célula es mayor que en el exterior, el

agua pasará al interior de la célula por osmosis, lo que provoca así que la célula se

dilate. Si la diferencia entre las concentraciones del soluto es lo bastante importante,

la célula finalmente estallará (Fuente: Albert & Bray, Introducción a la biología celular).

• Equilibrio ácido-base: El pH es uno de los parámetros que un organismo

debe mantener constantes. (El pH está relacionado con la concentración de

hidrogeniones [H+] presentes en el medio acuoso). En muchas reacciones

celulares el pH tiende a aumentar o a disminuir y ciertas sales se unen a los

protones o los liberan evitando cambios en su concentración. Se

denominan sustancias tampón. Un ejemplo de sistema tampón en las

células lo constituye el ión hidrógeno carbonato, carbonato ácido o

bicarbonato. Además de lo anteriormente visto, las sales disueltas pueden

intervenir en funciones específicas. Se pueden citar, a modo de ejemplo

iones como el Na+ y el K+ , imprescindibles en la transmisión del impulso

nervioso; el Ca2+ que participa en la contracción muscular y en la

coagulación sanguínea, etc.

2.3. Biomoléculas orgánicas

Como ya se ha dicho, las biomoléculas orgánicas se caracterizan por la presencia

de átomos de carbono encadenados a los que se unen, sobre todo, hidrógenos y

oxígenos, y nos vamos a centrar en las que forman parte de la materia viva.

Algunos conceptos que deben repasarse son los siguientes:

Los principales tipos de biomoléculas son: glúcidos, lípidos, prótidos y ácidos

nucleicos. Ha sido costumbre durante mucho tiempo considerar las vitaminas

como un quinto grupo de biomoléculas, pero no es correcto ya que son un

conjunto demasiado heterogéneo en cuanto a composición química (algunas son

lípidos) que sólo tienen en común ser sustancias que no podemos sintetizar los

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animales y que por ello debemos de ingerir en la dieta. También es de todos

sabido que las necesitamos en pequeñas cantidades. Cabe añadir que intervienen

en reacciones del metabolismo y que su carencia ocasiona enfermedades graves

que pueden llevar a la muerte (escorbuto, raquitismo, pelagra, anemia, etc.).

2.3.1. Tipos de biomoléculas

Glúcidos: Los glúcidos también son conocidos con los nombres de hidratos de

carbono, carbohidratos o azúcares. Los glúcidos son biomoléculas formadas por

C, H y O exclusivamente, químicamente se definen como polialcoholes con un

grupo aldehído o cetona.

Sus funciones biológicas son fundamentalmente dos: energética y estructural. Por

la proporción entre sus componentes se cometió el error de hacer lo siguiente:

CnH2nOn = Cn (H2O)n, de lo cual surgieron los nombres, erróneos pero hoy día

utilizados de hidratos de carbono o carbohidratos (hidrato significa agua).

El término de azúcares sólo debe emplearse para aquellos glúcidos de sabor

dulce (mono y disacáridos). Los glúcidos pueden ser simples o complejos, los más

sencillos son los monosacáridos y los complejos están formados por dos o más

monosacáridos (pueden ser miles de ellos). Destacaremos los disacáridos y los

polisacáridos.

a) Monosacáridos. Son los glúcidos más sencillos que hay, a partir de ellos se

constituyen todos los demás glúcidos. Son de color blanco, solubles en agua, de

sabor dulce y pueden cristalizar. Su fórmula general es CnH2nOn, variando n entre

3 y 8. Así, distinguimos entre triosas, tetrosas, pentosas, hexosas, etc. Puesto que

los enlaces entre átomos de carbono son más o menos rígidos y las moléculas no

son planas sino que tiene una disposición tridimensional, podemos encontrar

moléculas idénticas en su composición pero con organización espacial diferente.

Por el hecho de que tienen propiedades diferentes es preciso darles nombres

distintos o al menos ha habido que distinguir unas formas de otras mediante

símbolos.

Figura 2: Dos monosacáridos ampliamente conocidos: galactosa y glucosa.

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b) Disacáridos: Son moléculas formadas por la unión de dos monosacáridos,

mediante el llamado enlace glucosídico. Este enlace se efectúa entre un grupo

alcohol de cada monosacárido con el desprendimiento de una molécula de agua.

Esta reacción se da entre el –OH del carbono 1 de un monosacárido y,

generalmente, el –OH del carbono 4 del otro monosacárido.

Los principales son:

• Maltosa o azúcar de malta, que está formada por dos unidades de

glucosa (la malta el grano de la cebada germinada; este producto es la

base de la fabricación de la cerveza).

• Lactosa o azúcar de la leche, está formada por la unión de una molécula

de glucosa y una de galactosa. (Hay personas con intolerancia a la lactosa.

Comentario)

Figura 3: Disacárido ampliamente conocido: Lactosa.

• Sacarosa o azúcar de la fruta. Es muy abundante en la remolacha y en la

caña de azúcar, de donde se extrae y constituye el azúcar que consumimos

habitualmente. Se compone de un monosacárido de glucosa unido a otro de

fructosa. Es realmente de sabor más dulce que la glucosa pero menos que

la fructosa (comentario: edulcorante).

c) Polisacáridos. Están formados por centenares de monosacáridos, unidos por

enlaces glucosídicos. Son, por lo tanto, macromoléculas. No son solubles en agua

ni tienen sabor dulce, aunque son sólidos de color blanco. Los más abundantes

son:

• Almidón: Está formado por unidades de glucosa y constituye el

polisacárido de reserva energética propio de los vegetales. Se

acumula preferentemente en ciertos órganos como tubérculos,

raíces, semillas (cereales).

• Glucógeno: También se compone de cientos de unidades de

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SEMANA 6

glucosa y también constituye una reserva de energía, pero en este

caso su origen es animal. Los mamíferos contenemos glucógeno en

el hígado y en los músculos. Su estructura es muy similar a la del

almidón

• Celulosa: Está formada por unidades de glucosa unidas por un

tipo de enlace glucosídico algo diferente. Las moléculas de celulosa,

a diferencia de las de los anteriores polisacáridos, no se hallan

ramificadas. Es de origen vegetal y su función es estructural, ya que

forma parte de la pared celular, que como sabemos, da rigidez y

protección a las células vegetales y constituye un auténtico

esqueleto.

• Otros polisacáridos: en estos casos formados por derivados de

monosacáridos son la quitina, que forma los esqueletos de los

artrópodos y de las paredes celulares de los hongos (glucosas con

un grupo amino) y la pectina, que interviene en la formación de las

paredes celulares de todas las células vegetales.

Lípidos: Los lípidos son biomoléculas orgánicas formadas siempre por C, H y O

aunque muchos poseen fósforo y nitrógeno, y en menor proporción azufre.

Constituyen un grupo muy heterogéneo en cuanto a su composición química y

suelen incluirse en este grupo aquellas sustancias que presentan unas

características físicas determinadas, que son: ser insolubles en agua (disolvente

polar) y solubles en disolventes orgánicos (apolares) como el benceno, el éter, el

alcohol, la acetona, la gasolina, etc., suelen ser untuosos al tacto y menos densos

que el agua.

Sus funciones son también variadas, destacando entre ellas la energética, la

estructural, la hormonal y vitamínica. Clasificación:

Lípidos saponificables: Son aquellos lípidos que pueden descomponerse en

ácidos grasos y en alcohol. Se llaman así porque puede hacerse jabón con ellos

(reacción de saponificación). En realidad el jabón se hace a partir de los ácidos

grasos. Los ácidos grasos son cadenas hidrocarbonadas, que pueden ser

saturadas o insaturadas. Los ácidos grasos saturados son los que no poseen

ningún doble enlace entre carbonos y los insaturados son los que tienen uno o

más dobles enlaces. Loa ácidos grasos poseen un número variable de carbonos y

en uno de sus extremos portan un grupo ácido carboxílico. Su característica más

llamativa es que son muy insolubles en agua, por lo que se dice que son

hidrófobos. (hidro= agua; fobos, fobia = odio) Los alcoholes también son variados

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SEMANA 6

y se trata de moléculas carbonadas que poseen uno o más grupos hidroxilo (-OH).

Los principales grupos de lípidos saponificables son:

• Triglicéridos o grasas. Se componen de una molécula con tres carbonos

y tres grupos –OH, el propanotriol o glicerina. Esta molécula lleva unidas

mediante enlaces éster a tres moléculas de ácido graso. El enlace éster se

establece por reacción entre un grupo alcohol de la glicerina y el grupo

hidroxilo del ácido graso, con liberación de una molécula de agua. Esta

reacción recibe el nombre de esterificación. La reacción opuesta es la

hidrólisis, que requiere una molécula de agua y por eso se llama así.

Si la hidrólisis se realiza en presencia de una base fuerte como la sosa

cáustica (NaOH), se obtiene glicerina y una sal de ácido graso, ésta es la

reacción de saponificación y el resultado un jabón.

• Ceras: Son ésteres de alcohol monovalente de larga cadena y una

molécula de ácido graso. Son sólidas a temperatura ambiente y su principal

característica es que son extremadamente hidrófobas. Las hay de origen

animal como la cera que fabrican las abejas para confeccionar sus

colmenas o el cerumen que segregan células del conducto auditivo para

impermeabilizarlo y para retener partículas

• Fosfolípidos: Son un tipo de lípidos complejos, ya que además de estar

constituidos por glicerina y dos moléculas de ácido graso poseen un grupo

ácido fosfórico esterificado al tercer grupo alcohol de la glicerina y unido al

fosfórico hay otra molécula orgánica con un grupo alcohol, diferente según

los casos. Lo más llamativo de estas moléculas es su comportamiento ante

el agua, diciéndose que son anfipáticas, lo que significa que un extremo (el

del á. fosfórico) es polar y se mezcla bien con el agua (es hidrófilo – filo =

amante) y el otro extremo (el de los ácidos grasos) es apolar y rehuye el

agua (hidrófobo). Este comportamiento hace que estas moléculas en el

agua se distribuyan de tal manera que sus extremos polares se enfrenten al

agua y sus extremos apolares se protejan de ella. Esto hace que de manera

espontánea formen capas dobles y micelas (ver esquema). Su función en

los seres vivos es estructural, constituyendo la base de las membranas

celulares. Otros fosfolípidos como la lecitina, dado su carácter muy

anfipático, tienen como función “hacer solubles” sustancias que no lo son o

lo que es lo mismo, sirven para emulsionar moléculas como las grasas. Se

emplean mucho en la industria alimentaria (lecitina de soja), por ejemplo

para hacer margarina.

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Lípidos insaponificables: No poseen ácidos grasos (y por ello no se puede

obtener jabón).

Destacamos dos tipos:

• Isoprenoides o terpenos. Formados por la unión de moléculas de

isopreno. Un ejemplo es el β-caroteno que es un pigmento vegetal de color

naranja, que interviene en la fotosíntesis y colorea frutos. Los carotenos

(hay más) también son precursores de la vitamina A (= prorretinol: lo

anuncian como ingrediente de las cremas para la cara como si fuera algo

fantástico para las arrugas, y se extrae de una raíz tan exótica como la

zanahoria).

• Esteroides. Moléculas muy complejas y formadas por anillos de carbonos

(moléculas cíclicas). Se destaca el colesterol, cuya función es la de formar

parte, junto con los fosfolípidos, de las membranas celulares y por lo tanto

son estructurales y fundamentales para las células. También son esteroides

la vitamina D, las hormonas sexuales como la testosterona y los estrógenos

así como las hormonas corticoides (fabricadas por las cápsulas

suprarrenales).

Proteínas: las proteínas son biomoléculas orgánicas formadas siempre por C, H,

O y N. Pueden contener también S, P y algunos otros bioelementos. Las proteínas

se componen de unas pequeñas moléculas denominadas aminoácidos (a.a). Los

aminoácidos se enlazan unos con otros mediante el llamado enlace peptídico. Una

cadena formada por solo unos pocos aminoácidos recibe el nombre de péptido

(oligopéptido si contiene muy pocos y polipéptido si son más). Un aminoácido es

una biomolécula que posee un carbono que tiene saturadas sus cuatro valencias

de la forma siguiente: lleva unido un grupo amino, un carbono con un grupo ácido

carboxilo y un hidrógeno.

Esto es común para todos los aminoácidos y la cuarta valencia está saturada por

diferentes átomos o moléculas dependiendo del a.a. del que se trate; lo

denominaremos normalmente como –R o cadena radical.. Existen sólo 20 a.a.

diferentes formadores de proteínas. El enlace peptídico se establece entre el

grupo hidroxilo del ácido graso de un aminoácido y el nitrógeno del grupo amino

de otro aminoácido. En este caso también se desprende agua.

Las proteínas resultan de la unión mediante enlace peptídico de decenas a

cientos de a.a. A pesar de que sólo existen 20 a.a. diferentes, se pueden formar

casi infinitas proteínas distintas. Los radicales de los distintos a.a. de una proteína

pueden formar enlaces débiles entre ellos, lo que da una forma determinada a la

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molécula. Esa estructura tridimensional es fundamental para que la proteína

cumpla con su función y por ello, un cambio en el orden de algunos a.a. puede

significar la inactivación de la misma. (Los cambios en su estructura tridimensional

se denominan desnaturalizaciones y pueden ser reversibles o irreversibles:

cuando se pone un huevo a cocer, sus proteínas se desnaturalizan y pasan de

líquidas a sólidas). Se distinguen hasta cuatro niveles distintos de organización de

las proteínas. Se comentarán en clase de modo sencillo con el fin de entender la

enorme importancia de la organización espacial de cada molécula (una ligera

mutación en el material genético que conlleve a un cambio en un solo aminoácido

de una proteína puede significar que ésta no pueda ejercer su función, con los

problemas que ello puede acarrear) [rechazos, alergias, enfermedades

metabólicas y defectos genéticos están relacionados con las proteínas].

Las funciones de las proteínas son muy variadas, destacamos las siguientes:

• Función estructural: las membranas celulares son estructuras que contienen una

alta proporción de proteínas. El colágeno, la elastina y la queratina son proteínas

que aparecen formando parte de los huesos (colágeno), están bajo la piel

(colágeno y elastina), o forman la epidermis de la piel, las uñas, los cuernos, los

pelos o las plumas (queratina).

• Función transportadora: hay proteínas sanguíneas que transportan lípidos (por

ejemplo el colesterol), la hemoglobina transporta oxígeno también en la sangre, la

mioglobina lo hace en los músculos y los citocromos transportan electrones en las

mitocondrias, permitiendo el proceso de la respiración celular.

• Función inmunológica: los Anticuerpos que sintetizan los linfocitos son siempre

proteínas (los Ac. son fabricados específicamente contra los antígenos o

elementos extraños que penetran en el organismo).

• Función hormonal: muchas hormonas son proteínas, como la del crecimiento, la

insulina o la adrenalina.

• Función contráctil: la actina y la miosina son las proteínas responsables de la

contracción muscular..

• Otras funciones: el fibrinógeno es la proteína responsable del coágulo sanguíneo

así como muchos factores involucrados en la coagulación sanguínea son también

proteínas.

• Función enzimática o biocatalizadora: esta función es fundamental. Las enzimas

son proteínas que favorecen y permiten que tengan lugar todas las reacciones

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químicas de las células (el metabolismo). Hay miles de ellas diferentes, que

catalizan otras tantas reacciones. Son muy específicas y en su ausencia no tienen

lugar las transformaciones químicas.

Ácidos nucleicos: Son compuestos formados siempre por C, H, O, N y P. Los

ácidos nucleicos son polímeros de monómeros llamados nucleótidos. Un

nucleótido es una molécula formada por tres moléculas menores: una base

nitrogenada, un monosacárido y una molécula de ácido fosfórico. Una base

nitrogenada es una molécula cíclica que posee nitrógeno además de carbonos en

el anillo. La base nitrogenada puede ser de dos tipos, bien púrica o bien

pirimidínica, según su estructura sea derivada de la purina o de la pirimidina

respectivamente.

Dentro de las bases púricas hay dos posibilidades: Adenina o guanina. Dentro de

las bases pirimidínicas: citosina, timina o uracilo. El monosacárido siempre es una

pentosa (5 carbonos), existiendo dos diferentes: ribosa y desoxirribosa. Ésta

última se diferencia de la anterior en que posee un oxígeno menos (El carbono 2´

posee un hidrógeno en lugar de un –OH).

Existen dos tipos de ácidos nucleicos: ADN (DNA) y ARN (RNA) ADN El ADN es

un polinucleótido (cadena de nucleótidos) cuyos nucleótidos están formados por

una de las cuatro bases siguientes: A, T, C, G, no apareciendo en ningún caso

uracilo; además presenta como monosacárido la desoxirribosa y una molécula de

ácido fosfórico.

Nucleótidos con funciones específicas: Existe una serie de nucleótidos que no

forman parte de los ácidos nucleicos, tales como: ATP o Adenosín trifosfato. Su

función es energética. Son “pilas de energía” de las células. Encierran la energía

en los enlaces que hay entre los átomos de fósforo: al romperse el enlace se libera

la energía que es utilizada para realizar reacciones químicas. El ATP pasa a ADP

por pérdida de una molécula de ácido fosfórico; y el ADP se transforma en AMP

por pérdida de un segundo á. fosfórico. El AMP es “recargado” con fosfórico en las

mitocondrias de las células eucarióticas. NAD+ ; NADP+ ; FAD. Son moléculas

que transportan electrones y protones de un lugar a otro. Por ejemplo: el FAD es

la forma oxidada. FAD + 2e- + 2 H+ → FADH2 (forma reducida); cuando esta

molécula cede los electrones y los protones se libera energía. A este transporte se

le denomina poder reductor, y la energía liberada se emplea para la realización de

reacciones químicas en el organismo (metabolismo). Aunque anteriormente se dijo

que las enzimas son proteínas, se debió añadir que muchas enzimas trabajan con

la colaboración de otras moléculas. Precisamente el NAD+ , NADP+ y el FAD

están unidos a enzimas y reciben el nombre de coenzimas (La mayor parte de las

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vitaminas también son coenzimas, de ahí la poca cantidad que se precisa de ellas

pero la gran importancia que poseen para que el organismo funcione

adecuadamente).

2.4. Flujo de energía

2.4.1 Ciclo de Krebs

El ciclo de Krebs (conocido también como ciclo de los ácidos tricarboxílicos o

ciclo del ácido cítrico) es un ciclo metabólico de importancia fundamental en todas

las células que utilizan oxígeno durante el proceso de respiración celular. En estos

organismos aeróbicos, el ciclo de Krebs es el anillo de conjunción de las rutas

metabólicas responsables de la degradación y desasimilación de los

carbohidratos, las grasas y las proteínas en anhídrido carbónico y agua, con la

formación de energía química.

El ciclo de Krebs es una ruta metabólica anfibólica, ya que participa tanto en

procesos catabólicos como anabólicos. Este ciclo proporciona muchos

precursores para la producción de algunos aminoácidos, como por ejemplo el

cetoglutarato y el oxalacetato, así como otras moléculas fundamentales para la

célula.

El ciclo toma su nombre en honor del científico anglo-alemán Hans Adolf Krebs,

que propuso en 1937 los elementos clave de la ruta metabólica. Por este

descubrimiento recibió en 1953 el Premio Nobel de Medicina.

https://www.muydelgada.com/wiki/Carbohidratos/https://www.muydelgada.com/wiki/Grasa/https://www.muydelgada.com/wiki/Prote%C3%ADnas/https://www.muydelgada.com/wiki/Agua/https://www.muydelgada.com/wiki/Reacciones_metab%C3%B3licas/https://www.muydelgada.com/wiki/Amino%C3%A1cidos_esenciales/

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Figura 4: Resumen abreviado ciclo de Krebs

2.5. Fotosíntesis

La fotosíntesis es un proceso físico-químico por el cual plantas, algas, bacterias

fotosintéticas y algunos protistas como diatomeas utilizan la energía de la luz solar

para sintetizar compuestos orgánicos. Se trata de un proceso fundamental para la

vida sobre la tierra y tiene un profundo impacto sobre la atmósfera y el clima

terrestres: cada año los organismos con capacidad fotosintética convierten en

carbohidratos más del 10% del dióxido de carbono atmosférico. El conocimiento

básico de este proceso es esencial para entender las relaciones entre los seres

vivos y la atmósfera así como el balance de la vida sobre la tierra.

En términos muy simples, se define fotosíntesis como un proceso físico-químico

por el cual las plantas, las algas y las bacterias fotosintéticas utilizan la energía de

la luz solar para sintetizar compuestos orgánicos. Desde el punto de vista

evolutivo, la aparición de la fotosíntesis oxigénica supuso una verdadera

revolución para la vida sobre la tierra: cambió la atmósfera terrestre

enriqueciéndola, hecho que posibilitó la aparición de organismos que utilizan el

oxígeno para vivir.

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Sabiendo que el proceso fotosintético puede ser anoxigénico (noche) y oxigénico

(día), en bacterias el primero y en cianobacterias, algas y plantas el segundo,

consideremos los elementos que intervienen en el proceso (ver figura 5). Para

que el proceso fotosintético ocurra, para que se inicie la fase fotoquímica

(conversión de la energía de la luz en energía química), lo primero que tienen que

hacer los organismos es captar la luz. Las moléculas que intervienen en ello son

los pigmentos fotosintéticos, los cuales se organizan, se colocan, en una

membrana: la membrana plasmática en bacterias, y la membrana tilacoidal de los

cloroplastos de cianobacterias, algas y plantas.

Figura 5. Elementos básicos de la fotosíntesis anoxigénica y oxigénica.

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3. CICLOS

3.1. Carbono

Un 18% de la materia orgánica viva está constituida por carbono, la capacidad de

dichos átomos de unirse unos con otros proporciona la base de la diversidad

molecular así como el tamaño molecular. Por tanto el carbono es un elemento

esencial en todos los seres vivientes.

A parte de la materia orgánica, el carbono se combina con el oxígeno para formar

monóxido de carbono (CO), dióxido de carbono (CO2), también forma sales como

el carbonato de sodio (Na2CO3), carbonato cálcico (en rocas carbonatadas, como

calizas y estructuras de corales).

Figura 6. Ciclo de carbono (imagen referencial)

• Los organismos productores terrestres obtienen el dióxido de carbono de la

atmósfera durante el proceso de la fotosíntesis para transformarlo en

compuestos orgánicos como la glucosa, y los productores acuáticos lo

utilizan disuelto en el agua en forma de bicarbonato (HCO3-).

https://www.lenntech.es/periodica/elementos/c.htm

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• Los consumidores se alimentan de las plantas, así el carbono pasa a formar

parte de ellos, en forma de proteínas, grasas, hidratos de carbono, etc.

• En el proceso de la respiración aeróbica, se utiliza la glucosa como

combustible y es degradada, liberándose el carbono en forma de CO2 a la

atmósfera. Por tanto en cada nivel trófico de la cadena alimentaria, el

carbono regresa a la atmósfera o al agua como resultado de la respiración.

• Los desechos del metabolismo de las plantas y animales, así como los

restos de organismos muertos, se descomponen por la acción de ciertos

hongos y bacterias, durante dicho proceso de descomposición también se

desprende CO2.

• Las erupciones volcánicas son una fuente de carbono, durante dichos

procesos el carbono de la corteza terrestre que forma parte de las rocas y

minerales es liberado a la atmósfera.

• En capas profundas de la corteza continental así como en la corteza

oceánica el carbono contribuye a la formación de combustibles fósiles,

como es el caso del petróleo. Este compuesto se ha formado por la

acumulación de restos de organismos que vivieron hace miles de años.

3.2. Ciclo azufre

El azufre es un nutriente secundario requerido por plantas y animales para realizar

diversas funciones, además el azufre está presente en prácticamente todas las

proteínas y de esta manera es un elemento absolutamente esencial para todos los

seres vivos.

El azufre circula a través de la biosfera de la siguiente manera, por una parte se

comprende el paso desde el suelo o bien desde el agua, si hablamos de un

sistema acuático, a las plantas, a los animales y regresa al suelo o al agua.

Algunos de los compuestos sulfúricos presentes en la tierra son llevados al mar

por los ríos. Este azufre es devuelto a la tierra por un mecanismo que consiste en

convertirlo en compuestos gaseosos tales como el ácido sulfhídrico (H2S) y el

dióxido de azufre (SO2). Estos penetran en la atmósfera y vuelven a tierra firme.

Generalmente son lavados por las lluvias, aunque parte del dióxido de azufre

puede ser directamente absorbido por las plantas desde la atmósfera.

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Figura 7. Ciclo de azufre (imagen referencial)

Las bacterias desempeñan un papel crucial en el reciclaje del azufre. Cuando está

presente en el aire, la descomposición de los compuestos del azufre (incluyendo la

descomposición de las proteínas) produce sulfato (SO4=). Bajo condiciones

anaeróbicas, el ácido sulfúrico (gas de olor a huevos en putrefacción) y el sulfuro

de di-metilo (CH3SCH3) son los productos principales. Cuando estos últimos gases

llegan a la atmósfera, son oxidados y se convierten en bióxido de azufre. La

oxidación posterior del bióxido de azufre y su disolución en el agua de lluvia

produce ácido sulfhídrico y sulfatos, formas principalmente bajo las cuales regresa

el azufre a los ecosistemas terrestres. El carbón mineral y el petróleo contienen

también azufre y su combustión libera bióxido de azufre a la atmósfera.

Como resumen podemos decir que durante el ciclo del azufre los principales

eventos son los siguientes:

• El azufre, como sulfato, es aprovechado e incorporado por los vegetales

para realizar sus funciones vitales.

• Los consumidores primarios adquieren el azufre cuando se alimentan de

estas plantas.

• El azufre puede llegar a la atmósfera como sulfuro de hidrógeno (H2S) o

dióxido de azufre (SO2), ambos gases provenientes de volcanes activos y

https://www.lenntech.es/periodica/elementos/h.htm

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por la descomposición de la materia orgánica.

• Cuando en la atmósfera se combinan compuestos del azufre con el agua,

se forma ácido sulfúrico (H2SO4) y al precipitarse lo hace como lluvia ácida.

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