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mario-marin-carrizo
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UNIDAD 1. LA BASE FÍSICO-QUÍMICA DE LA VIDA: BIOELEMENTOS Y BIOMOLÉCULAS
1. Bioelementos o elementos biogénicos:
Concepto. Clasificación. Propiedades del C que le hacen idóneo para constituir los seres vivos
2. Biomoléculas o principios inmediatos
Concepto. Tipos: biomoléculas inorgánicas y orgánicas
3. Biomoléculas inorgánicas: el agua y las sales minerales
3.1. El agua
Estructura molecular. Propiedades físico-químicas del agua derivadas de su estructura. Funciones biológicas en relación con sus propiedades
3.2. Las sales minerales
Estado físico de las sales minerales en los seres vivos. Estado sólido y en disolución. Función de las sales en estado sólido y ejemplos. Funciones de las sales en disolución y ejemplos. Concepto y regulación del pH. Sistemas amortiguadores o tampones, ejemplos. Ósmosis: conceptos de ósmosis, medios hipotónico, hipertónico e isotónico
Primarios: 99% de la materia viva. C, H, O, N, P y S
Secundarios: En todos los organismos, pero menor proporción. Na, K, Ca, Mg, Cl
Oligoelementos: 0,1% de la materia viva, pero a menudo esenciales: Fe, Cu, Zn, Mn, Al, Si…
Son los elementos químicos que forman parte de la materia de los seres vivos.Hay 70 diferentes, de los que 25 están en todos los seres vivos. El resto sólo aparece en determinados gruposSe clasifican según la proporción en que se encuentran en la materia viva:
BIOELEMENTOS O ELEMENTOS BIOGÉNICOS
EL CARBONO. PROPIEDADES QUE LE HACEN IDÓNEO PARA CONSTITUIR LOS SERES VIVOS
● Se localiza en el grupo 14 del sistema periódico.
● Número atómico: 6. Por lo tanto tiene 4 electrones desapareados en su capa externa. Se pueden formar 4 enlaces covalentes con otros carbonos, dando lugar a cadenas estables o se pueden formar enlaces covalentes con otros átomos distintos, dando lugar a distintos grupos funcionales.
● Su pequeño tamaño permite la formación de cadenas largas
GRUPOS FUNCIONALES
Conjunto de átomos unidos de forma determinada que proporciona a las moléculas en que se encuentra, unas propiedades características
BIOMOLÉCULAS O PRINCIPIOS INMEDIATOS
• Son las moléculas que forman parte de los seres vivos
Átomos unidos por enlace iónico (sales minerales) o covalente (agua).
Biomoléculas no exclusivas de la materia viva
Átomos unidos por enlace covalente.Biomoléculas exclusivas de la materia viva
Enlace covalente
++
-
H
OAunque es eléctricamente neutra, la molécula de agua tiene carácter polar debido a un exceso de carga negativa sobre el átomo de oxígeno.
+
+ - Enlaces de hidrógeno
= densidad de carga
Debido a su polaridad, las moléculas de agua establecen enlaces de hidrógeno entre ellas.
EL AGUA-Porcentaje variable en función de organismo, edad y tejido.- Agua exógena – endógena
Confeccionar una tabla: Propiedad del agua – importancia biológica
BIOMOLÉCULAS INORGÁNICAS: EL AGUA Y LAS SALES MINERALES
Da volumen a las células. Turgencia en las plantas. Esqueleto hidrostático. Deformaciones citoplasmáticas. Amortiguación en articulaciones.
Desplazamiento de algunos organismos sobre el agua.
Ascensión de la savia bruta por capilaridad.
Función termorreguladora.
Permite la vida bajo el hielo.
Las fuerzas de adhesión entre las moléculas de agua y el vidrio, son mayores que las de las moléculas de agua entre sí. Por esto el líquido asciende por las paredes del capilar.
Vidrio
Capilar de vidrio
Moléculas de agua
Fuerzas de
adhesión• Elevada cohesión molecular
• Elevada tensión superficial
• Elevada fuerza de adhesión
• Elevado calor específico
• Densidad máxima a 4 °C
Al evaporarse, absorbe calor del organismo.
Solvatación iónica.
Transporte de sustancias.
Medio de reacción.
Cristal de NaCl
Molécula de agua
Iones solvatados
Na+
Cl -
• Elevado calor de vaporización
Elevada capacidad disolvente
• Bajo grado de ionización
• Las disoluciones acuosas pueden tener distintos grados de pH. (Concepto de pH)
SALES MINERALES• Disueltas o precipitadas (en estado sólido)
SALES MINERALES PRECIPITADAS
Forman estructuras de protección o de sostén
Ejemplos:
Carbonato cálcico : CaCO3. En caparazones, en huesos, en dientes, en las conchas de moluscos, en el esqueleto de corales.
Silicatos: en espículas de las esponjas, en estructuras de sostén de algunos vegetales, en caparazones.
Fosfato cálcico: Ca3(PO4)2. Forma los huesos de los vertebrados
SALES MINERALES DISUELTAS• En forma de aniones (fosfatos, carbonatos, nitratos, bicarbonatos,
cloruros) y de cationes ( sodio, calcio, magnesio, hierro, potasio).
• Funciones:1. Mantener el grado de salinidad en los organismos.2. Regular la actividad enzimática.3. Estabilizar las dispersiones coloidales.4. Generar potenciales eléctricos (potencial de membrana)
Regular el pH
Disoluciones amortiguadoras del pH o tampones
Son disoluciones formadas por un ácido débil y su sal o base conjugada. Gracias a ellas no se producen importantes modificaciones del pH en el lugar en el que se encuentran
Ácido: cede protones. Base: acepta protones
Tampón Bicarbonato (extracelular)
CO2 + H2O ↔ H2CO3 ↔ HCO3- + H+
Si aumenta H+, el equilibrio se desplaza hacia la izquierda y si baja, hacia la derecha
Tampón Fosfato (intracelular)
H2PO4- + H2O ↔ HPO4
2- + H3O+
Si aumenta H3O+, el equilibrio se desplaza hacia la izquierda y si baja, hacia la derecha
Regular la presión osmótica y el volumen celular
Ósmosis: es un fenómeno en el que se produce el paso o difusión de un disolvente a través de una membrana semipermeable (permite el paso de disolventes, pero no de solutos) desde una disolución más diluida a una más concentrada)
Medio hipertónico: aquel que tiene una elevada concentración de solutos con respecto a otros en los que la concentración es inferior.
Medio hipotónico: aquel que tiene una concentración de solutos baja con respecto a otros en los que la concentración es superior.
Medio isotónico: aquel que tiene la misma concentración de solutos con respecto a otros.
Medio hipotónicoPresión osmótica
baja.
Medio hipertónicoPresión osmótica alta.
Medios isotónicosIgual presión osmótica.
BAJA CONCENTRACIÓN
ALTA CONCENTRACIÓN
Membrana semipermeable Membrana semipermeable
Permite el paso de disolventes pero no
de solutos.
Presión osmótica: presión que habría que ejercer para evitar el paso de agua
PLASMÓLISISLa membrana plasmática se separa de la pared celular
• Disminuye el volumen celular
• Aumenta la presión osmótica en el interior
El agua sale de la célula.
El agua entra en la célula.• Aumenta el volumen celular
• Disminuye la presión osmótica en el interior
• Hemólisis
TURGENCIALa célula se hincha hasta el límite de la pared celular
MEDIO HIPERTÓNICO
MEDIO HIPOTÓNICO
Todos los seres vivos están obligados a regular la presión osmótica. Los distintos grupos han desarrollado estrategias diferentes.
Peces de agua dulcePeces marinos Mamíferos
ProcariotasPared celular
Estomas
Entrada de agua (ósmosis)
Abundante orina hipotónica
Pérdida de agua (ósmosis)
Orina hipertónica escasa
Excreta el exceso de sal
No bebe
Bebe agua
salada
Pared celular
Dulceacuícolas Vacuolas pulsátiles
Riñones
Intestino grueso
Piel
SERES VIVOS UNICELULARES
ANIMALES PLURICELULARES
VEGETALES
OSMORREGULACIÓN