BIOELEMENTOS
Y
BIOMOLÉCULAS
BIOELEMENTOS
• Son los elementos químicos que forman
los seres vivos.
• Todos están incluidos en la Tabla Periódica, no son elementos exclusivos de los seres vivos.
• Existen unos 70 diferentes.
Clasificación de los bioelementos
(según su proporción)
• Bioelementos primarios. 96,2 %
C, H, O, N, P, S.
• Bioelementos secundarios: (≥ 0,1 %)
Na K Ca Mg Cl.
• Oligoelementos: Se encuentran en proporciones inferiores al 0,1 %
– Esenciales: Fe Cu ZN Mn I Ni Co Aparecen en la mayoría de los organismos.
Bioelementos primarios
Razones de su idoneidad para la vida
• Poseen un número atómico bajo, por lo que los
electrones compartidos en la formación de los enlaces se hallan próximos al núcleo y las moléculas originadas son estables.
• Los seis tienen capas electrónicas externas incompletas de este modo pueden formar fácilmente enlaces
covalentes.
Idoneidad del carbono
• Tiene 4 electrones (valencia 4) en su periferia y puede formar enlaces covalentes estables con otros
carbonos.
• Los enlaces pueden ser simples dobles, triples y
permiten construir cadenas lineales, tridimensionales y cíclicas.
Idoneidad del carbono
¿Por qué es el C la base de la vida y no el silicio que está en el mismo grupo de la TP y es 146 veces más abundante?
• Los enlaces C-C, C=O y C-N son suficientemente fuertes como para permitir formar cadenas y anillos estables, y a la vez susceptibles de romperse sin excesiva dificultad, para dar lugar a otras moléculas.
• En cambio las cadenas –Si-Si- son inestables y las cadenas de Si y O denominadas siliconas, son tan estables que practicamente son inalterables.
• El CO2 es gaseoso y soluble en agua y puede ser expelido por los animales y absorbido por las plantas, en cambio el
Biomoléculas
o
principios inmediatos
• Los bioelementos se unen para formar las moléculas constituyentes de los seres vivos.
• Existe una enorme variedad de biomoléculas (se calcula que una célula animal o vegetal
Biomoléculas inorgánicas
• Agua
El agua
• Es el componente más importante de los seres vivos (entre el 50 y el 95 %)
• La cantidad de agua presente en los seres vivos depende de tres factores:
– Especie
– Edad del individuo
El agua se encuentra en la materia viva en tres formas distintas
• Agua circulante: Por ejemplo en la sangre, la savia, etc
• Agua intersticial: es la que se encuentra entre las células
• Agua intracelular, es la que se encuentra dentro de las células, en el citosol y los
Carácter dipolar
de la molécula de agua
• La molécula de agua presenta una
asimetría eléctrica, de manera que la zona de los electrones no
compartidos del oxígeno es negativa y la zona donde se sitúan los
Los puentes de hidrógeno
• Son un tipo de enlace muy débil debido a la atracción
entre las zonas parcialmente positivas y negativas de las moléculas de agua
• Con un tiempo de vida medio muy breve
• Se rompen y forman nuevamente de forma constante
• Debido a su elevado número permite que las moléculas de agua se unan entre sí con una fuerza considerable.
Propiedades del agua
• Gran poder disolvente
• Elevada fuerza de cohesión entre sus
moléculas
• Elevada fuerza de adhesión • Elevada tensión superficial • Gran calor específico
• Elevado calor de vaporización
Gran poder disolvente
• Es el líquido que más sustancias disuelve, esto es debido a la polaridad de su
molécula que se pueden interponer entre los iones de las redes cristalinas
Elevada fuerza de cohesión
Debida a la existencia de los puentes de hidrógeno
• Esto provoca que el agua sea líquida a la temperatura ambiente y no un gas
• También hace que sea un líquido prácticamente incompresible.
Elevada fuerza de
adhesión
• Debido a los puentes de
hidrógeno que se establecen con otras moléculas polares.
• Esto provoca el fenómeno de la capilaridad que permite al agua ascender por
Gran calor específico
Calor específico es la cantidad de calor que es necesario dar a un gramo de una sustancia para aumentar su temperatura un grado centígrado.
• Cuando se aplica calor al agua parte de la energía se emplea en romper los puentes de hidrógeno y no en elevar la temperatura.
Elevado calor de vaporización
(540 cal/g)
• Para pasar del estado líquido a gaseoso es
necesario romper los puentes de hidrógeno, lo que requiere un aporte considerable de energía.
Comportamiento anómalo del agua
• El agua alcanza la máxima densidad a 4ºC
• Entre 0º y 4º C el agua se comporta de forma
anómala. Al enfriarse se dilata y al calentarse se contrae. Por encima de 4º C se comporta normalmente.
Ionización del agua y escala de pH
• De cada 551 millones de moléculas de agua sólo una se encuentra ionizada
H2O → H+ + OH
-• El producto iónico del agua es:
Definición de pH
• El pH es el logaritmo decimal
cambiado de signo de la
concentración de iones hidronio
La escala de pH
• Fue ideada por Sǿrensen con el fin de evitar cálculos numéricos engorrosos • Va desde el 1 hasta el 14.
• Una sustancia es neutra si tiene pH 7 • Por debajo de 7 sustancia ácida
Funciones del agua en
los seres vivos
• Función disolvente • Función bioquímica
• Función de transporte • Función estructural
Función disolvente
El agua es el líquido que más sustancias disuelve
• Las sustancias que se disuelven en medios acuosos se llaman hidrofílicas.
• Las que no lo hace son hidrofóbicas
• Las sustancias que tienen regiones hidrofílicas y
Función bioquímica
• Prácticamente todas las reacciones biológicas tienen lugar en el medio acuoso
Función de transporte
• El aporte de nutrientes y la eliminación de los productos de desecho se realizan en los seres vivos a través de sistemas de transporte acuoso:
– Savia en las plantas
Función estructural
• El volumen y la forma de las células
que carecen de membranas rígidas se mantienen gracias a la presión que
Función mecánica
amortiguadora
• Por ejemplo el material de relleno
intercelular tiene gran cantidad de agua.
• El líquido sinovial de las articulaciones.
Función termorreguladora
• Por ejemplo los animales al sudar