2.1. Explica las razones por las que consideramos el agua como disolvente universal. Por qu es tan importante esta funcin en los seres vivos?Actividad resuelta en el libro del alumno.2.2. Respecto a las sales minerales solubles, indica si son verdaderas o no las siguientes afirmaciones.a) Aportan energa a las clulas.b) En solucin estn disociadas en iones.c) Realizan una funcin cataltica.d) Solo se encuentran en clulas con funcin de sostn.Actividad resuelta en el libro del alumno.2.3. Entre el lquido intracelular y el lquido extracelular de una clula animal se observan las siguientes concentraciones de los productos A, B y C.a) Nombra qu procesos han utilizado los compuestos A y B para moverse de un lado a otro de la membrana.b) Seala la diferencia fundamental entre un proceso y otro.c) Por qu no han cambiado las concentraciones de C?Actividad resuelta en el libro del alumno.ACTIVIDADES2.4. Relaciona la densidad del agua con su importancia para el mantenimiento de la vida.La densidad del agua es mxima a 4 C, por lo que en estado liquido es ms densa que en estado slido.Esta propiedad permite la vida acutica en climas fros, ya que al descender la temperatura, se forma una capa de hielo en la superficie; esta capa flota y protege de los efectos trmicos del exterior al agua lquida que queda bajo ella, permitiendo la supervivencia de muchas especies.2.5. Comenta brevemente la importancia del agua para los seres vivos. Qu propiedades del agua le confieren dicha importancia? Razona la respuesta.El agua es la molcula ms abundante de la materia viva. Los organismos pueden obtenerla directamente del medio ambiente o generarla a partir de otras molculas mediante diferentes reacciones qumicas.Presenta una serie de propiedades inherentes a su estructura molecular, que permiten la realizacin de funciones biolgicas imprescindibles para el mantenimiento de la vida. Elevada cohesin molecular. El hecho de ser un fluido dentro de un amplio margen de temperatura permite al agua dar volumen a las clulas, turgencia a las plantas e incluso actuar como un esqueleto hidrosttico en algunos animales invertebrados. Tambin explica las deformaciones que experimentan algunas estructuras celulares como el citoplasma, y la funcin mecnica amortiguadora que ejerce en las articulaciones de los animales vertebrados, constituyendo el lquido sinovial que evita el contacto entre los huesos. Elevada tensin superficial. Las molculas de la superficie del agua experimentan fuerzas de atraccin netas hacia el interior del lquido. Esto favorece que dicha superficie oponga una gran resistencia a ser traspasada, y origina una "pelcula superficial" que permite, por ejemplo, el desplazamiento sobre ella de algunos organismos. Elevada fuerza de adhesin. Las molculas de agua tienen gran capacidad de adherirse a las paredes de conductos de dimetros pequeos, ascendiendo en contra de la accin de la gravedad. Este fenmeno se conoce con el nombre de capilaridad, y contribuye, por ejemplo, a la ascensin de la savia bruta a travs de los vasos leosos. Elevado calor especfico. Las molculas de agua pueden absorber gran cantidad de calor, sin elevar por ello su temperatura, ya que parte de la energa es empleada en romper los enlaces de hidrgeno. Esta propiedad explica su funcin termorreguladora, al mantener la temperatura interna de los seres. Densidad. Es mxima a 4 C, por lo que en estado lquido es ms densa que en estado slido. Esta propiedad permite la vida acutica en climas fros, ya que al descender la temperatura se forma una capa de hielo en la superficie; esta capa flota y protege de los efectos trmicos del exterior al agua lquida que queda bajo ella, permitiendo la supervivencia de muchas especies. Elevado calor de vaporizacin. Cuando el agua pasa de estado lquido a estado gaseoso, necesita absorber mucho calor para romper todos los enlaces de hidrgeno. Cuando el agua se evapora en la superficie de un ser vivo, absorbe el calor del organismo, actuando como regulador trmico. Gracias a esta propiedad se puede eliminar gran cantidad de calor con poca prdida de agua. Elevada constante dielctrica. Las molculas de agua, debido a su carcter polar, tienden a disminuir las atracciones entre los iones de las sales y otros compuestos inicos, facilitando su disociacin en forma de cationes y aniones, y rodendolos por dipolos de agua que impiden su unin. Este fenmeno se conoce como solvatacin inica. Esta tendencia del agua a oponerse a las atracciones electrostticas entre iones positivos y negativos viene determinada por su elevada constante dielctrica. Este factor, superior al de otros disolventes lquidos, favorece la disolucin de las redes cristalinas en agua. El agua puede tambin manifestar su accin como disolvente mediante el establecimiento de enlaces de hidrgeno con otras molculas que contienen grupos funcionales polares, como alcoholes, aldehidos o cetonas, provocando su dispersin o disolucin. El agua es el principal disolvente biolgico; permite el transporte de sustancias en el interior de los seres vivos y su intercambio con el medio externo, facilitando el aporte de sustancias nutritivas y la eliminacin de productos de desecho. Otra importante funcin biolgica derivada de esta propiedad es constituir el medio en el que se verifican la mayora de las reacciones bioqumicas, y, en ocasiones, adems, intervenir de forma activa en la reaccin, como en el caso de las hidrlisis. Bajo grado de ionizacin. En el agua lquida existe una pequesima cantidad de molculas ionizadas (disociadas en sus iones). La tendencia a ionizarse permite al agua actuar como cido dbil o como base dbil. Esta es la razn de las interacciones del agua con las macromolculas celulares. De estas interacciones derivan muchas de las propiedades biolgicas importantes de dichas macromolculas. Elevado calor latente. Las molculas de agua han de absorber o ceder gran cantidad de calor para cambiar de estado fsico. Este calor no produce alteracin de la temperatura del agua.2.6. Explica, ayudndote de un dibujo, una de las propiedades ms importantes del agua: la fuerte cohesin entre sus molculas.La molcula de agua est formada por dos tomos de hidrgeno y uno de oxgeno, unidos por enlacescovalentes.Es elctricamente neutra, aunque sus tomos tienen diferentes valores de electronegatividad o capacidadde atraer a los electrones, lo que da lugar a un exceso de carga negativa sobre el tomo de oxgeno y unexceso de carga positiva sobre los tomos de hidrgeno.La distribucin espacial de cargas elctricas se defini comomomento dipolar y da lugar a una molcula caracterizada porla ausencia de carga neta en la que se establece un dipolo yque adquiere carcter polar.Debido a su carcter polar, las molculas de agua pueden interaccionar entre s, mediante atracciones electrostticas, estableciendo enlaces de hidrgeno. Cada tomo de oxgeno cargado negativamente ejerce atraccin sobre cada una de las cargas parciales positivas de dos tomos de hidrgeno; as, cada molcula de agua puede formar hasta cuatro enlaces de hidrgeno: dos con cada uno de los tomos de hidrgeno y otros dos con cada tomo de oxgeno, igualmente las molculas de agua pueden formar enlaces de hidrgeno con otras molculas polares o iones.A pesar de la relativa debilidad de los enlaces de hidrgeno, su presencia confiere una estructura interna al agua que permite explicar algunas de sus caractersticas ms importantes.El hecho de encontrarse en estado lquido dentro de un amplio margen de temperatura permite al agua dar volumen a las clulas, turgencia a las plantas e incluso acta como esqueleto hidrosttico en algunos animales invertebrados. Tambin explica las deformaciones que experimentan algunas estructuras celulares como el citoplasma y la funcin mecnica amortiguadora que ejerce en las articulaciones de los animales vertebrados, constituyendo el lquido sinovial que evita el contacto entre los huesos.2.7. Describe la estructura de la molcula de agua, y explica el proceso de disolucin de una sustancia soluble en ella, como, por ejemplo, el cloruro sdico o sal comn.La molcula de agua est formada por dos tomos de hidrgeno y uno de oxgeno, unidos por enlaces co-valentes simples que forman un ngulo de 104,5.Es elctricamente neutra, aunque sus tomos tienen diferentes valores de electronegatividad o capacidad de atraer a los electrones. El tomo de oxgeno es ms electronegativo que el de hidrgeno; por ello, los electrones de los enlaces entre estos dos tomos estn desplazados hacia el oxgeno. Este desplazamiento da lugar a un exceso de carga negativa sobre el tomo de oxgeno, y un exceso de carga positiva sobre los dos tomos de hidrgeno. La distribucin espacial de cargas elctricas se define como momento dipolar, y da lugar a una molcula caracterizada por la ausencia de carga neta en la que se establece un dipolo y que adquiere carcter polar.Debido a su carcter polar, las molculas de agua pueden interaccionar entre s mediante atracciones electrostticas, estableciendo enlaces de hidrgeno. Cada tomo de oxgeno con densidad de carga negativa ejerce atraccin sobre cada una de las cargas parciales positivas de los tomos de hidrgeno de otras molculas; as, cada molcula de agua puede formar hasta cuatro enlaces de hidrgeno: dos por medio de cada uno de sus tomos de hidrgeno, y otros dos con cada tomo de oxgeno. Igualmente, las molculas de agua pueden formar enlaces de hidrgeno con otras molculas polares o iones.Las molculas de agua presentan una elevada constante dielctrica, es decir, tienden a oponerse a las atracciones electrostticas entre iones positivos y negativos. Este factor, superior al de otros disolventes lquidos, favorece la disolucin de redes cristalinas. Las molculas de agua, debido a su carcter polar, tienden a disminuir las atracciones entre los iones de cloruro sdico, facilitando su disociacin en forma de cationes (Na+) y aniones (CI"), y rodendolos por dipolos de agua que impiden su unin.> El agua tiene dos propiedades como son su alto calor especfico y su alto calor de vaporizacin. Indica en qu consiste cada una de ellas, y las ventajas que suponen para los seres vivos.Gracias al elevado calor especfico, las molculas de agua pueden absorber gran cantidad de calor sin elevar notablemente, por ello, su temperatura, ya que parte de la energa es empleada en romper los enlaces de hidrgeno. Esta propiedad explica su funcin termorreguladora, manteniendo constante la temperatura interna de los seres vivos.El elevado calor de vaporizacin permite eliminar gran cantidad de calor con poca prdida de agua. Cuando el agua pasa de estado lquido a estado gaseoso, necesita absorber mucho calor para romper todos los enlaces de hidrgeno.2.8.En relacin con la imagen adjunta, responde a las siguientes cuestiones.a) Identifica la sustancia representada, y explica los criterios utilizados para identificarla.b) Qu tipo de enlace se establece entre ambas molculas?c) Explica una consecuencia biolgica de la existencia de estos enlaces.d) Indica cinco funciones que realiza esta sustancia en los seres vivos.a) La imagen representa dos molculas de agua. En ella se observan tomos con carga parcial positiva de hidrgeno, unidos a tomos con carga parcial negativa de oxgeno que forman un ngulo caracterstico de 105 grados.b) Entre ambas molculas se establecen enlaces de hidrgeno.c) Los enlaces de hidrgeno explican algunas de las propiedades del agua de gran importancia biolgica: La ntima unin entre las molculas, a travs de los enlaces de hidrgeno, permite al agua ser un fluido dentro de un amplio margen de temperatura. Gracias a esta propiedad, el agua puede dar volumen a las clulas, turgencia a las plantas e incluso actuar como esqueleto hidrosttico en algunos animales invertebrados. Explica las deformaciones de algunas estructuras celulares como el citoplasma, y la funcin mecnica amortiguadora que ejerce en las articulaciones de los animales vertebrados, constituyendo el lquido sinovial que evita el contacto entre los huesos. El agua en estado lquido es ms densa que en estado slido. En estado slido, el agua presenta todos sus posibles enlaces de hidrgeno, cuatro por cada molcula, formando un retculo que ocupa mayor volumen, por lo que es menos denso. Esta propiedad permite la vida acutica en climas fros, ya que al descender la temperatura, se forma una capa de hielo en la superficie que flota y protege de los efectos trmicos del exterior al agua lquida que queda bajo ella, lo que permite la supervivencia de muchas especies.d) El agua presenta, entre otras, las siguientes funciones: Principal disolvente biolgico. El agua, adems de disociar compuestos inicos, puede manifestar tambin su accin como disolvente mediante el establecimiento de enlaces de hidrgeno con otras molculas que contienen grupos funcionales polares como alcoholes, aldehidos o cetonas, provocando su dispersin o disolucin. Funcin metablica. El agua constituye el medio en el que se realizan la mayora de las reacciones bioqumicas, y en ocasiones, adems, interviene de forma activa en la reaccin, como en el caso de las hidrlisis. En el proceso de fotosntesis aporta electrones y H+, imprescindibles para la sntesis de molculas orgnicas; es, adems, responsable de la produccin de 2 atmosfrico. Funcin mecnica amortiguadora. El ser un lquido incomprensible le permite ejercer esta funcin en las articulaciones de los animales vertebrados, constituyendo el liquido sinovial que evita el contacto entre los huesos. Funcin de transporte. La elevada capacidad disolvente del agua permite el transporte de sustancias en el interior de los seres vivos y su intercambio con el medio externo, facilitando el aporte de sustancias nutritivas y la eliminacin de productos de desecho. La capilaridad contribuye a la ascensin de la savia bruta a travs de los vasos leosos. Funcin termorreguladora. El elevado calor especfico del agua permite mantener constante la temperatura interna de los seres vivos. El elevado calor de vaporizacin explica la disminucin de temperatura que experimenta un organismo cuando el agua se evapora en su superficie.2.10. Seala lo incorrecto en relacin con las funciones biolgicas del agua: es disolvente, termorreguladora, tiene funcin esqueltica en estado slido, acta como medio de transporte y aporta hidrgeno y oxgeno.Son incorrectas las siguientes funciones: Tiene funcin esqueltica en estado slido. El agua es lquida en un amplio rango de temperaturas; condicin indispensable para que pueda desempear su funcin en el organismo, a pesar de las variaciones de la temperatura. En este estado, el agua da volumen a las clulas, acta como termorregulador amortiguando los cambios bruscos de temperatura, y sirve como medio en el que se llevan a cabo todas las reacciones del metabolismo.Su elevado calor especfico le sirve para mantener el organismo a una temperatura constante, lo que implica la presencia de agua en estado lquido.En el organismo, el agua en estado slido no es compatible con las temperaturas a las que se desarrolla la actividad del mismo. Aporta hidrgeno y oxgeno. No es cierto, porque, de hecho, no existen protones desnudos en el agua ionizada ni tomos de oxgeno, sino que son los electrones y los protones los que se desplazan de unas clulas a otras. La forma normal de ionizacin son el ion hidronio HsO+ y el hidroxilo OH"; aunque, de hecho, se generan formas ms hidratadas posteriormente.2.11. Una de las propiedades del agua es que permanece lquida a temperaturas compatibles con la vida. Si la comparamos con otros hidruros semejantes qumicamente, su temperatura de ebullicin debera ser -80C. A qu debe el agua esta propiedad? Qu consecuencia tendra para los seres vivos el que no fuese semejante a otros hidruros?El elevado calor especfico permite que las molculas de agua puedan absorber gran cantidad de calor sin elevar notablemente, por ello, su temperatura, ya que parte de la energa es empleada en romper los enlaces de hidrgeno. Hace falta 1 Kcal para elevar 1 C la temperatura de 1 litro de agua, lo que supone que incrementos o descensos importantes en la temperatura externa produzcan nicamente pequeas variaciones en el medio acuoso. Esta propiedad explica su funcin termorreguladora, manteniendo constante la temperatura interna de los seres vivos; algo imposible, si fuera semejante a otros hidruros.2.12. La hoja de una planta al sol tiene, generalmente, menos temperatura que las rocas de su entorno. A qu propiedad fisicoqumica del agua se debe este hecho?Al elevado calor especfico, que permite que las molculas de agua presentes en la hoja de la planta puedan absorber gran cantidad de calor sin elevar notablemente, por ello, su temperatura, ya que parte de la energa es empleada en romper los enlaces de hidrgeno. Hace falta 1 Kcal para elevar 1 C la temperatura de 1 litro de agua, lo que supone que incrementos o descensos importantes en la temperatura externa produzcan nicamente pequeas variaciones en el medio acuoso.2.13. Las sales minerales son esenciales para el mantenimiento de la vida.a) Respecto al citoplasma celular, define medio hipertnico y medio hipotnico.b) Explica razonadamente qu le ocurrira a una planta si la regamos con agua salada.c) Pon un ejemplo, mencionando composicin y funcin, de sales minerales en estado slido (sales insoluoles) presentes en los seres vivos.a) La materia viva contiene gran cantidad de agua que acta como disolvente o fase dispersante de una serie de molculas de soluto que constituyen la fase dispersa. Las molculas de menor tamao dispersas en el disolvente son las sales minerales, cuya presencia es valorada en relacin con el volumen de agua y cuantificada en unidades de concentracin salina. El citoplasmai celular puedetener diferente concentracin salina con respecto al medio externo, siendo hipertnico si presenta rayor proporcin de sales minerales, e hipotnico cuando est ms diluido.El medio interno celular y el medio externo estn separados por la membrana plasmtica, de carcter semipermeable, que permite la difusin de agua, e impide la de molculas de soluto. Las molculas de agua difunden desde los medios hipotnicos hasta los medios hipertnicos, hasta alcanzar el equilibrio igualando las concentraciones. Cuando el medio interno celular es hipertnico respecto al medio externo, se produce una entrada de agua hacia el interior de la clula que ocasiona un aumento de volumen. Cuando el contenido celular es hipotnico respecto al medio externo, se produce una salida de agua que ocasiona la disminucin del volumen celular.

b) El agua salada incrementara la proporcin salina del medio externo, que de este modo sera hipertnico respecto al medio interno de la planta. La diferencia de concentracin entre ambos medios acuosos provocara la difusin de agua desde el medio hipotnico hacia el medio hipertnico, ocasionando la deshidratacin de la planta.

c) Las sales minerales en estado slido presentan funciones variadas en los seres vivos, siendo frecuente la constitucin de_estructuras de proteccin o sostn. Existen sales de carbonato calcico (caparazones de protozoos marinos, esqueleto externo de algunos artrpodos y corales, conchas de moluscos, huesos y dientes de vertebrados) o de slice (elementos de sostn en algunos vegetales, caparazones de microorganismos, espculas de esponjas).2.14. Explica si la proposicin que sigue es verdadera o falsa."Todas las clulas viven en un medio acuoso, excepto las de los reptiles, que prefieren el ambiente seco."La proposicin es falsa. El agua es la molcula ms abundante de la materia viva. Los organismos pueden obtener el agua directamente del medio ambiente (agua exgena), o generarla a partir de otras molculas orgnicas mediante diferentes reacciones bioqumicas (agua endgena o metablica).Es el principal disolvente biolgico; permite el transporte de sustancias en el interior de los seres vivos y su intercambio con el medio externo, facilitando el aporte de sustancias nutritivas y la eliminacin de sustancias de productos de desecho. En todas las clulas, incluidas las de los reptiles, el agua constituye el medio en el que se realizan la mayora de las reacciones bioqumicas; en ocasiones, adems, interviene de forma activa en la reaccin, como en el caso de la hidrlisis2.15. Las sales minerales en la clula: estructura y componentes. Importancia y funciones biolgicas que desempean.Las sales minerales son molculas inorgnicas que se encuentran disueltas o en estado slido (precipitadas) en todos los seres vivos, y que tambin se pueden asociar a otras molculas orgnicas.Las sales minerales disueltas son solubles en agua; se encuentran disociadas en sus iones, y forman parte de los medios internos intracelulares y extracelulares.Los iones con carga negativa o aniones ms frecuentes en la materia viva son los cloruros (Cl~), los fosfatos (PO"34), los fosfatos monocidos (HPO"24), los carbonatas (CO"23), los bicarbonatos (HCO's) y los nitratos (NO~3).Los iones con carga positiva o cationes ms abundantes en la materia viva son el sodio (Na+), el calcio (Ca2+), el magnesio (Mg2+), el hierro (Fe2+ y Fe3*) y el potasio (K+).Las sales minerales hidrosolubles, a travs de sus iones, cumplen diversas funciones de tipo general, colaborando en el mantenimiento de la homeostasis o equilibrio del medio interno, o de tipo especfico, dependiendo del sistema biolgico en el que se encuentran. Adems, pueden asociarse a molculas orgnicas como lpidos, protenas o glcidos.Algunas funciones generales de las sales solubles son: Mantener el grado de salinidad en los organismos. Las concentraciones inicas de sales minerales se mantienen constantes, dentro de unos ciertos lmites, en los distintos organismos. En un mismo organismo, las concentraciones pueden variar de unos compartimentos a otros; por ejemplo, en el interior celular, la concentracin salina vara considerablemente con respecto al plasma sanguneo. Asimismo, existen diferencias importantes de unos organismos a otros. Regular la actividad enzimtica. La presencia de determinados iones activa o inhibe reacciones bioqumicas, asocindose a la sustancia reaccionante o a las enzimas. Regular la presin osmtica y el volumen celular. La presencia de sales en el medio interno celular es determinante para que se verifique la entrada o salida de agua a travs de la membrana. Los medios con alta concentracin salina son hipertnicos con respecto a los que tienen una concentracin salina menor, e hipotnicos en el caso contrario. Si el medio interno celular es hipertnico con respecto al exterior, se producir entrada de agua, que ocasionar aumento del volumen celular; si la concentracin inica en el interior es menor, se producir el efecto contrario. Generar potenciales elctricos. Los iones que se encuentran en el interior de las clulas no son los mismos que los del medio externo; por esto, a ambos lados de la membrana existe una diferencia de cargas elctricas. Esta irregular distribucin de iones provoca la existencia de un potencial de membrana que ejerce una fuerza sobre cualquier molcula con carga elctrica. Regulacin del pH. La actividad biolgica en el medio interno celular se produce a un determinado valor de pH. Las reacciones qumicas que se verifican en los organismos producen variaciones del pH, y algunas sales minerales disueltas contribuyen a disminuir estas variaciones, manteniendo el pH constante. Las disoluciones de sales minerales que tienen esta funcin se denominan lampones o disoluciones amortiguadoras. Existen soluciones amortiguadoras en todos los fluidos biolgicos; por ejemplo, el tampn fosfato (H2POVHPO"24) en el medio intracelular, y el tampn bicarbonato (HCO~3 /H2CO3J en un medio extracelular como es la sangre. Estabilizar las dispersiones coloidales. Las sales minerales mantienen el grado de hidratacin, y su disociacin en iones contribuye a mantener en suspensin las partculas coloidales. Las sales minerales precipitadas que se encuentran en estado slido son insolubles en agua. Presentan funciones variadas en los seres vivos, siendo frecuente la constitucin de estructuras de proteccin o sostn. Tienen gran importancia biolgica las siguientes sales precipitadas:Carbonato calcico.- Forma parte de los caparazones de protozoos marinos como los foraminferos.Constituye el esqueleto externo de los corales, forma las conchas de los moluscos gasterpodos y bivalvos, e impregna el exoesqueleto de algunos artrpodos. Confiere rigidez a la estructura de algunas esponjas, y forma estructuras como las espinas de los erizos de mar.- En animales vertebrados, endurece huesos y dientes. Tambin constituye los otolitos, que son cristales o acmulos de carbonato calcico presentes en el odo interno, y que permiten el mantenimiento del equilibrio.Fosfato calcico.- Forma parte de la matriz mineral que compone los tejidos seos de los animales vertebrados.Silicatos.- Endurecen estructuras de sostn de algunos vegetales, como las gramneas o los equisetos.Forman parte de los caparazones de proteccin que presentan algunos microorganismos, como los radiolarios y las diatomeas.Constituyen las espculas de las esponjas.2.16. En relacin con la presencia de sales minerales en los organismos vivos.a) Explica en qu situacin las clulas estn turgentes.b) Explica en qu situacin las clulas estn plasmolizadas.c) Pon un ejemplo de una sal mineral disuelta y otra precipitada, e indica la funcin de cada una de ellasa) Cuando el medio externo celular es hipotnico respecto al medio interno, se produce entrada de agua al interior de la clula; esto ocasiona aumento de volumen celular y disminucin de la presin osmtica en el interior celular. En el caso de las clulas animales, puede producirse estallido celular. En las vegetales, debido a la existencia de pared celular rgida, se produce turgencia o tambin se dice que las clulas estn turgentes.

b) Cuando el medio externo celular es hipertnico respecto al medio interno, sale agua de la clula por osmosis; entonces, disminuye el volumen celular y aumenta la presin osmtica en el interior celular. En el caso de las clulas vegetales, este hecho provoca la rotura de la clula o plasmlisis al desprenderse la membrana plasmtica de la pared celular.

c) Las sales minerales precipitadas constituyen estructuras slidas e insolubles. Desarrollan una funcin esqueltica, dando soporte y proteccin a los seres vivos. Por ejemplo, el carbonato calcico en las conchas de los moluscos, el fosfato calcico (Ca3 (PO4)2) que, junto al carbonato calcico, se deposita sobre las fibras de colgeno, transformndose en una matriz dura que conducir a la formacin de los huesos.Las sales minerales disueltas se presentan en la materia viva disociadas en sus iones correspondientes. Aparecen en concentraciones relativas similares en todos los seres vivos, y resultan imprescindibles para estos porque mantienen el pH del citoplasma celular, aseguran la estabilidad de los coloides, intervienen en la regulacin osmtica de los organismos, y desarrollan diferentes acciones especficas. Los aniones ms importantes en los seres vivos son: CI", H2PO4", HPC-42", SC>42~ En cuanto a los cationes, conviene destacar los siguientes: Na*, K+, NH4+, Mg2t y Ca2*.2.17. Indica si son verdaderas o falsas las afirmaciones que aparecen a continuacin.a) Las sales minerales son molculas inorgnicas que se ionizan en el medio acuoso.b) Las molculas de agua se unen por enlaces de hidrgeno.c) El agua alcanza su mxima densidad al convertirse en hielo.a) Verdadera. El carcter polar del agua disminuye las atracciones entre los iones de las sales, facilitando su disociacin en forma de cationes y aniones.

b) Verdadera. Son atracciones electrostticas generadas entre cada una de las cargas negativas de los tomos de oxgeno y la carga parcial positiva de cada tomo de hidrgeno. Cada molcula de agua puede formar cuatro enlaces de hidrgeno: dos por cada tomo de oxgeno y dos correspondientes a los tomos de hidrgeno.c) Falsa. El agua alcanza su mxima densidad a cuatro grados centgrados; por lo tanto, por encima y por debajo de esta temperatura, su densidad disminuye. Por debajo del punto de congelacin, la densidad es menor que a cuatro grados centgrados, por lo que el hielo flota en el agua.2.18. En el mar Muerto existe una elevada salinidad. Explica razonadamente por qu el nmero de especies en el mar Muerto es menor que en otros mares.La elevada salinidad del mar Muerto constituye un medio hipertnico para los seres vivos que puedan vivir en l. En estas condiciones, las clulas tienden a expulsar agua por osmosis, disminuyendo el volumen celular y aumentando la presin osmtica en el interior celular. En el caso de las clulas vegetales, este hecho provoca la rotura de la clula o plasmlisis, al desprenderse la membrana plasmtica de la pared celular.2.19. Al aadir un cido a una disolucin de cloruro sdico se produce un gran descenso en el valor del pH. Sin embargo, si se aade la misma cantidad de cido al plasma sanguneo apenas cambia el pH. Propon una explicacin para este hecho.El plasma sanguneo contiene disoluciones de naturaleza variada que mantienen el pH constante cuando se le aade un cido o una base, denominadas sistemas lampn o buffer. Generalmente, contienen dos especies inicas en equilibrio formadas por cidos dbiles y sus bases conjugadas, o bases dbiles y sus cidos conjugados. La alteracin del pH del medio se contrarresta debido al desplazamiento del equilibrio entre estas dos especies. Los lampones fisiolgicos pueden ser de naturaleza orgnica como las protenas, los aminocidos y el lampn hemoglobina, o de naluraleza inorgnica como el lampn bicarbonato y el tampn fosfato.2.20. Qu ventajas puede suponer para un ser vivo disponer de sistemas tampn en su medio interno? Razona la respuesta.Los sistemas tampn o buffer son disoluciones de naluraleza variada que mantienen el pH constante cuando se le aade un cido o una base. Generalmente, contienen dos especies inicas en equilibrio formadas por cidos dbiles y sus bases conjugadas, o bases dbiles y sus cidos conjugados. La alteracin del pH del medio se conlrarresla debido al desplazamiento del equilibrio entre estas dos especies.Existen disoluciones amortiguadoras en todos los fluidos biolgicos. Son imprescindibles para mantener la vida, al permilir la realizacin de funciones bioqumicas y fisiolgicas en las diferentes estructuras de los organismos. Los lampones fisiolgicos pueden ser de naturaleza orgnica como las protenas, los aminocidos y el lampn hemoglobina, o de naluraleza inorgnica como el lampn bicarbonato y el lampn fosfato.2.21. Se sumergen dos clulas en soluciones de distinta concentracin salina (A y B en el dibujo).a) Deduce la concentracin relativa de lassoluciones A y B. b) Nombra las estructuras sealadas en el dibujo.c) Explica el proceso por el cual el agua entra en A y sale en B.a) En la clula sumergida en la solucin A se produce entrada de agua en la clula, lo que ocasiona un aumento del volumen celular y una disminucin de la presin osmlica en el interior celular. La presencia de una pared celular en esta clula vegetal evita el estallido celular, producindose el fenmeno de turgencia. La solucin A es hipotnica con respecto al medio interno celular.En la clula sumergida en la solucin B se produce salida de agua por osmosis, que ocasiona disminucin del volumen celular y disminucin de la presin osmlica en el exterior celular. Este hecho provoca la rotura de la clula vegetal o plasmlisis, al desprenderse la membrana plasmtica de la pared celular. La solucin B es hipertnica con respecto al medio interno celular.b) 1. Citoplasma. 2. Membrana plasmtica. 3. Ncleo. 4. Vacuola. 5. Pared celular.c) La osmosis es un fenmeno por el que se produce el paso o difusin de un disolvente a travs de una membrana semipermeable -permite el paso de disolventes, pero no de solutos- desde una disolucin diluida a otra ms concenlrada. El agua es capaz de alravesar las membranas celulares que son semipermeables para penelrar en el interior celular o salir de l. Esta capacidad depende de la diferencia de concentracin entre los lquidos exlracelular e inlracelular, determinada por la presencia de sales minerales y molculas orgnicas disueltas.La presencia de sales en el medio interno celular es determinante para que se verifique la entrada o salida de agua a travs de la membrana. Los medios con alta concentracin salina son hipertnicos con respecto a los que tienen una concentracin salina menor, e hipotnicos en el caso contrario. Si el medio interno celular es hipertnico con respecto al exterior, se producir entrada de agua que ocasionar aumento del volumen celular; si la concentracin inica en el interior es menor, se producir el efecto conlrario.Las molculas de agua difunden desde los medios hipotnicos hacia los hipertnicos, provocando un aumento de presin sobre la cara de la membrana del compartimento hipotnico, denominada presin osmtica. Como consecuencia del proceso osmlico se puede alcanzar el equilibrio, igualndose las concenlraciones; entonces, los medios sern isotnicos.2.22. La concentracin de cloruro sdico en la sangre es de 0,9 g/100 mL. Explica razonadamente qu ocurrira si se colocaran hemates humanos en:a) Agua destilada.b) Una solucin salina (3 g/100 mL).c) Una solucin salina (9 g/100 mL).d) Una solucin salina (9 g/L).a) Se producira una hemlisis de los hemates. El medio extracelular sera hipotnico respecto al medio intracelular, lo que implicara una entrada de agua hacia el interior de los glbulos rojos que provocara, dada la diferencia de concentracin, el estallido celular.b) Los hemates disminuiran su volumen celular. La solucin salina sera hipertnica con respecto al medio interno celular, lo que implicara salida de agua del interior de las clulas.c) La solucin salina es hipertnica con respecto al medio intracelular, siendo mayor la diferencia de concentracin entre ambos medios que en el caso anterior. La salida de agua desde el interior de las clulas provocara una mayor disminucin del volumen celular.d) La solucin salina presenta la misma concentracin que el medio intracelular; son isotnicos, por lo que los hemates no experimentaran ningn cambio de volumen.2.23. Relaciona los trminos turgencia y plasmlisis. Cmo podras comprobar en el laboratorio el proceso de plasmlisis en la epidermis de cebolla?Las clulas vegetales presentan una pared celular rgida adherida a la membrana plasmtica que acta como exoesqueleto, e interviene activamente en el mantenimiento de la presin osmtica intracelular. Como consecuencia de su variacin, se producen dos fenmenos opuestos: plasmlisis y turgencia.Cuando la clula est inmersa en un medio hipotnico se produce entrada de agua hacia el interior, dando lugar a un aumento del volumen celular y a una disminucin de la presin osmtica. Gracias a la existencia de la pared celular, que es rgida, la clula mantiene su forma, evitando el estallido de la misma, producindose el fenmeno de turgencia.Si la clula vegetal se encuentra inmersa en un medio hipertnico, el agua de la clula sale hacia el exterior, dando lugar a una disminucin del volumen celular y a un aumento de la presin osmtica en el interior. En este caso, debido a la rigidez de la pared celular, incapaz de deformarse, se produce el desprendimiento de la membrana plasmtica y, por tanto, la rotura de la clula; este fenmeno es conocido como plasmlisis.El proceso de plasmlisis en la epidermis de cebolla podra observarse en el laboratorio a travs del microscopio ptico, aplicando como medio extracelular una solucin concentrada de sal o de azcar (por ejemplo, al 30%).La forma ms sencilla de hacer esta observacin es realizar el montaje de la preparacin de la muestra sobre un portaobjetos que contenga unas gotas de la solucin hipertnica. A continuacin, se coloca el cubreobjetos y se observa directamente con el microscopio ptico. Puede realizarse otra preparacin, sustituyendo la solucin concentrada por agua; despus, se comparan los resultados.2.24. El tratamiento de glbulos rojos en un medio hipotnico se puede utilizar como paso previo en el aislamiento de su membrana. Podras decir por qu?Porque los glbulos rojos en un medio hipotnico sufren hemolisis. Cuando el medio externo celular es hipotnico con respecto al medio interno se produce entrada de agua hacia el interior de la clula, ocasionando un aumento del volumen celular y una disminucin de la presin osmtica intracelular, que puede producir el estallido de los glbulos rojos, facilitando el aislamiento de sus membranas.2.25. Son diferentes el proceso de osmosis y el proceso de dilisis? Explica por qu.La osmosis es un fenmeno fsico que tiene lugar al poner en contacto dos disoluciones de distinta concentracin, separadas por una membrana semipermeable que no deja pasar al soluto; el disolvente de la disolucin menos concentrada pasa a la ms concentrada, hasta que se igualan las concentraciones a ambos lados de la membrana, producindose el equilibrio.La dilisis es una tcnica basada en la osmosis. Es un proceso de separacin de las molculas que integran una dispersin coloidal en funcin de su tamao a travs de una membrana semipermeable. Esta membrana permite el paso de molculas de pequeo tamao (sales minerales, iones) y de agua, e impide el de las macromolculas o partculas coloidales. La membrana celular acta como una membrana de dilisis, que permite el intercambio de sustancias entre el interior y el exterior celular, e impide la salida de las macromolculas que quedan en el interior.

2.26. Qu ocurrira si introducimos un pez marino en agua dulce? Y en el caso contrario? Razona las respuestas.El medio externo de un pez marino es hipertnico respecto a su medio interno. Si introducimos el pez en agua dulce, el medio externo se convierte en hipotnico respecto al medio interno del pez, entrara agua a las clulas por el proceso de osmosis, y estas se hincharn; este fenmeno recibe el nombre de turgencia. Si la diferencia de concentraciones es muy alta entre los dos tipos de agua (marina y dulce), las clulas puede llegar a estallar, provocando la muerte del pez.En el otro caso, si introducimos un pez de agua dulce en agua salada -el medio externo es ahora hipertnico respecto al medio interno-, las clulas tienden a perder agua por osmosis y se arrugan; este fenmeno es conocido como plasmlisis, pudiendo conducir a la muerte del animal.2.27. Para observar el proceso de osmosis, tres muestras de sangre son sometidas a una prueba de laboratorio.a) Si se aade agua destilada a una de las muestras, indica qu aspecto presentarn los glbulos rojos y por qu.b) Si se aade una solucin saturada de sal a otra de las muestras, indica qu aspecto presentarn los glbulos rojos al microscopio, cmo se denomina este fenmeno y explica cmo se produce.c) Si a la tercera muestra se le aade una solucin isotnica, explica si se alteraran la forma y funcin del glbulo rojo.a) Al introducir un glbulo rojo en agua destilada, el medio extracelular es hipotnico respecto al medio interno.En estas condiciones, el agua entra en el interior de la clula a travs de la membrana plasmtica, de carcter semipermeable, provocando un fenmeno de turgencia. El glbulo rojo aumentar su volumen hasta que se rompa la membrana celular y estalle.b) En este caso, el glbulo rojo se encontrar en un medio hipertnico respecto al medio intracelular, que provocar la salida de agua desde la clula hacia el exterior a travs de la membrana semipermeable. El glbulo rojo sufrir el fenmeno de plasmlisis, y aparecer arrugado.c) La solucin isotnica permite un equilibrio en el flujo de agua a travs de la membrana, por lo que la clula no sufrir deformacin y podr seguir desarrollando su funcin.2.28. Si un tejido vegetal o animal se introduce en soluciones de diferentes concentraciones osmticas:a) Qu ocurrira si la solucin utilizada fuera hipotnica? Razona la respuesta.b) Y si fuera hipertnica?c) Explica con qu propiedad de la membrana plasmtica estn relacionadas las respuestas anteriores.a) Cuando el medio externo celular es hipotnico con respecto al medio interno se produce entrada de agua hacia el interior de la clula, lo que ocasiona aumento del volumen celular y disminucin de la presin osmtica en el interior celular.En el caso de las clulas animales, puede producirse estallido celular o hemolisis. En clulas vegetales, que presentan paredes rgidas, se produce turgencia celular.b) Cuando el medio externo celular es hipertnico con respecto al medio interno, sale de la clula agua por osmosis, lo que provoca una disminucin del volumen celular y un aumento la presin osmtica en el interior celular.Las clulas animales aparecern arrugadas. En el caso de las clulas vegetales, este hecho provoca la rotura de la clula o plasmlisis al desprenderse la membrana plasmtica de la pared celular.b) La membrana plasmtica es de carcter semipermeable; impide el movimiento de las partculas de soluto, y permite el flujo de las molculas de agua.2.29. En la grfica adjunta se representa la variacin del volumen de una clula en funcin del tiempo. La clula fue colocada inicialmente en un medio con alta concentracin de sales, y a los 10 minutos fue transferida a un medio con agua destilada. Propon una explicacin razonada a los cambios de volumen que sufre la clula a lo largo del tiempo.El medio con alta concentracin de sales resulta hipertnico respecto al medio interno de la clula. En estas condiciones, la clula expulsa agua para equilibrar ambas concentraciones, y disminuye su volumen. A los diez minutos, la clula es trasferida a un medio con agua destilada, cuya ausencia de sales la convierte en un medio hipotnico respecto al medio interno celular. Inicialmente, la clula se encuentra en un medio hipertnico. En consecuencia, la clula absorbe agua para intentar alcanzar el equilibrio, aumentando su volumen.2.30. El contenido salino interno de los glbulos rojos presentes en la sangre es del 0,9%. Qu le pasara a un organismo si se le inyectara en la sangre una solucin salina que hiciera que la concentracin final de sales en sangre fuese del 2,2%? Y si la concentracin final de sales en sangre fuese del 0,01%? Razona las respuestas.Un aumento de la concentracin de sales en sangre provoca una alteracin de medio externo, que ser hipertnico respecto al medio interno de los glbulos rojos. En estas condiciones, las clulas sufrirn plasmlisis al expulsar agua para intentar alcanzar el equilibrio.Una disminucin de la concentracin de sales provoca el efecto contrario; el medio externo resultar ahora hipotnico respecto al medio interno celular. Los glbulos rojos absorbern agua, aumentando su volumen; este fenmeno se conoce con el nombre de turgencia. Finalmente, se producir hemolisis o estallido de los glbulos rojos.2.31. Se dispone de un tubo en "U" como el que aparece en la figura 1, en el que los dos brazos estn separados por una membrana con las mismas propiedades de una membrana plasmtica. En el brazo A se aaden 50 mL de una solucin de 1 g por litro de glucosa, y, simultneamente, en el brazo B se aaden 50 mL de una solucin de 25 g por litro de glucosa.Indica qu ocurrir en el tubo al cabo de un tiempo.Se llegar a la situacin indicada en la figura 2, a la situacin indicada en la figura 3 o permanecer como en la figura 1? Razona la respuesta.

a) y b) La solucin del brazo A resulta hipotnica respecto a la solucin introducida en el brazo B. Como ambos brazos estn comunicados a travs de una membrana semipermeable, se producir un flujo de agua desde A hacia B. En consecuencia, se llegar a la situacin indicada en la figura 2.UN PASO MAS2.32. La hemodilisis es una tcnica que se aplica, principalmente a enfermos renales. La sangre del paciente, mediante un circuito extracorpreo, pasa a un dializador que contiene un lquido de dilisis con el que entra en contacto a travs de una membrana semipermeable. Esta membrana permite el paso de iones minerales y molculas de bajo peso molecular como la urea, e impide el de los elementos formes de la sangre y las protenas. El lquido de dilisis contiene valores fisiolgicos de iones minerales.a) Explica la propiedad fsica de las emulsiones coloidales en que est basada esta tcnica.b) Indica la causa por la que el lquido de dilisis contiene valores fisiolgicos de iones minerales.c) Razona la existencia o no de urea en el lquido de dilisis.a) El tratamiento est basado en la dilisis, es decir, un proceso de separacin de las molculas que integran una dispersin coloidal en funcin de su tamao a travs de una membrana semipermeable. Esta membrana permite el paso de molculas de pequeo tamao (sales minerales, iones) y de agua, e impide el de macromolculas o partculas coloidales.b) La presencia de valores fisiolgicos de iones minerales en el lquido de dilisis asegura que tras la difusin, a travs de la membrana semipermeable, permanezcan en sangre las concentraciones necesarias para mantener la homeostasis.c) La urea es un producto de excrecin que es necesario eliminar debido a su carcter txico. En consecuencia, el lquido de dilisis no contendr urea: a mayor diferencia de concentracin de urea entre el lquido de dilisis y la sangre, mayor ser la cantidad de urea eliminada.2.33. En el tratamiento de aguas residuales, se aplica un proceso qumico de coagulacin-floculacin para lograr la sedimentacin de partculas en suspensin. El coagulante de naturaleza mineral desestabiliza las partculas neutralizando sus cargas elctricas y facilitando la accin del floculante. La solucin floculante aglutina las sustancias presentes en el agua permitiendo su decantacin y posterior filtrado.a) Tienen naturaleza coloidal las aguas residuales?b) Por qu la neutralizacin de las cargas elctricas permite la coagulacin?c) Por qu se utilizan agentes coagulantes antes del proceso de floculacin?a) S, en el texto se alude a la necesidad de eliminar las partculas en suspensin del agua. El agua acta como disolvente o fase dispersante para diversas molculas de soluto, que constituyen la fase dispersa. Las partculas de soluto de las dispersiones coloidales son grandes molculas que permanecen en suspensin y no sedimentan.b) Las partculas coloidales presentan un movimiento arbitrario y desordenado provocado por las molculas de la fase dispersante. La suspensin de las partculas coloidales se mantiene gracias a la interaccin de estas con las molculas de agua. La neutralizacin de las cargas elctricas de las partculas coloidales impide su relacin con los dipolos de agua y su separacin. En ausencia de cargas elctricas, es posible la reunin de las partculas coloidales formando cogulos.

c) La solucin floculante aglutina sustancias para provocar su decantacin. Por lo tanto, anular las cargas elctricas de las partculas coloidales facilita la formacin de cogulos, y en esas condiciones resulta ms fcil la aglutinacin y la decantacin.2.34. En una revista especializada de ictiologa se puede leer el siguiente texto sobre la trucha Arco iris. Lelo atentamente y responde:"La especie ms utilizada en la piscicultura comercial en Espaa es la trucha Arco iris denominada Oncorhynchm mykiss que por su capacidad de osmorregulacin se adapta a muchos ambientes. Es una especie migratoria eurihalina aunque presenta poblaciones que viven toda su vida en lagos, ros y arroyos.Las truchas de piscifactora pueden ocasionalmente sufrir una parasitosis denominada enfermedad del punto blanco. El parsito oportunista es un protozoo ciliado denominado Icthyophtirius multfiliis que se sita en la epidermis del hospedador donde se nutre de material celular observndose como un punto blanco. La enfermedad suele desparecer cuando los piscicultores sumergen a los ejemplares afectados durante ocho minutos en una solucin salina de cloruro de sodio de 15 g/L."a) Qu estudia la ictiologa?b) Indica el significado de los trminos que aparecen subrayados en el texto.c) Cmo explicaras la eficacia del tratamiento de sumergir a los ejemplares afectados en una solucin salina aplicado por los piscicultores?a) La ictiologa es una rama de la zoologa que estudia los peces.b) La osmorregulacin es la capacidad de los seres vivos para mantener en su medio interno una determinada presin osmtica. Todos los seres vivos, sean acuticos o terrestres, estn obligados a la osmorregulacin para sobrevivir en medios hipotnicos o hipertnicos mediante mecanismos fsicos o qumicos que evitan los cambios de presin osmtica en su medio interno.Las especies eurihalinas son aquellas que poseen un amplio rango de resistencia a los cambios en la concentracin salina del medio.c) El tratamiento se basa en un fenmeno osmtico. Al introducir la trucha en una solucin hipertnica, los parsitos externos expulsan agua y sufren un fenmeno de plasmlisis que les provoca la muerte. El breve perodo de inmersin permite la eliminacin de los parsitos, pero no afecta a la trucha, que presenta mecanismos de osmorregulacin.