TEMA 1. LA MATERIA VIVA

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BIOELEMENTOS

PRIMARIOS

96% de la materia viva

TEMA 1. LA MATERIA VIVA

BIOELEMENTOS: Aquellos elementos que forman las moléculas indispensables para la vida,

también llamadas biomoléculas

BIOELEMENTOS

SECUNDARIOS

OLIGOELEMENTOS

Carbono (C) Hidrógeno (H) Oxígeno (O) Magnesio (Mg) Calcio (Ca) Sodio (Na) Nitrógeno (N) Fósforo (P) Azufre (S) Potasio (K) Cloro (Cl) Hierro (Fe) Manganeso (Mn) Cobre (Cu) Cinc (Zn) Flúor (F) Yodo (I) Boro (B) Silicio (Si) Vanadio (V) Cromo (Cr) Cobalto (Co) Selenio (Se) Molibdeno (Mo) Estaño (Sn) 0,1% (cantidades traza). Imprescindibles; desempeñan funciones esenciales en diferentes procesos bioquímicos y fisiológicos.

Su carencia puede acarrear graves trastornos y muerte. 3,3% . Desempeñan funciones vitales en los organismos.

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PRINCIPIOS INMEDIATOS: o BIOMOLÉCULAS: Sustancias que componen los seres vivos PRINCIPIOS INMEDIATOS INORGÁNICOS

PRINCIPIOS INMEDIATOS ORGÁNICOS

AGUA SALES MINERALES GLÚCIDOS LÍPIDOS PROTEINAS ACIDOS NUCLEICOS

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AGUA - ESTRUCTURA ELECTRÓNICA

• O: 2s

2

_2p

4

_{- H: 1s}

1

• El oxígeno comparte dos

electrones.

• Se forman dos enlaces.

• Son enlaces polares pues el

oxígeno es más

electronegativo que el

hidrógeno.

• El agua es una molécula

polar.

(-)

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EL AGUA

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EL AGUA (II)

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EL AGUA (III)

Se establecen interacciones dipolo-dipolo formando enlaces o

puentes de hidrógeno.

Estructura tipo reticular responsable de sus

características.

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Anatomía y Fisiología Humanas -HISTOLOGÍA

PUENTES DE HIDRÓGENO

• Intermolecular

• Débil comparado con covalente.

• Fuerte comparado con Fuerzas de van der Waals

• Confiere propiedades

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Anatomía y

Fisiología Humanas

-PUENTES DE HIDRÓGENO

• Es un enlace intermolecular en el que un átomo de

hidrógeno de una molécula hace de puente entre otra

igual, orientándose hacia su zona negativa.

• El p de H es responsable de la mayoría de las propiedades

del agua.

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El agua está considerada como el

disolvente universal….

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pH : acidez o basicidad de una disolución

• Neutras: [H

₃

O

+

_{] = [OH}

-

_{]. El}

pH es igual a 7.

• Básicas: [H

₃

O

+

_{] < [OH}

-

_{]. El}

pH es mayor que 7.

• Ácidas: [H

₃

O

+

_{] > [OH}

-

_{]. El pH}

es menor que 7.

• En el agua pura el pH = 7.

pH = -Log [H

₃

O

+

_]

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LOS SISTEMAS TAMPON

Sustancias que neutralizan los cambios de pH en un medio

cuando se añaden pequeñas cantidades de un ácido o una

base.

Suelen ser disoluciones de sales de ácidos o bases débiles,

cuyo equilibrio químico es capaz de aceptar o ceder

protones al medio.

Cuando en el medio existe un exceso de H

₃

O

+

_{el tampón}

actúa como base y los acepta y si existe exceso de OH

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PROPIEDADES DEL AGUA

PROPIEDAD FISICOQUÍMICA FENÓMENO FÍSICO FUNCIÓN BIOLÓGICA Constante dieléctrica elevada Disolvente universal

Es el medio donde se disuelven iones minerales y gran parte de los principios inmediatos

Formación de puentes de hidrógeno entre las moléculas

Se mantiene líquida en un amplio intervalo de temperaturas (entre 0º y 100º C)

Es el medio donde transcurren la mayoría de las reacciones de metabolismo

Actúa como vehículo de transporte de sustancias disueltas

La vida puede existir en diferente ambientes con climas distintos

Fuerza de cohesión elevada Es un líquido que no se comprime

Actúa como esqueleto hidrostático en algunos invertebrados

Comunica rigidez y turgencia a las plantas Fuerza de adhesión elevada Fenómeno de capilaridad Explica en parte la ascensión de la savia por

los vasos leñosos de las plantas Calor específico y calor latente de

vaporización elevados

Ha de suministrarse mucho calor para elevar la temperatura 1ºC

Regula la temperatura tanto en seres vivos como en climas marítimos

Disminuye su densidad por debajo de

4ºC El hielo flota sobre el agua

Permite que haya vida en aguas cubiertas por hielo

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LAS SALES MINERALES

• Según su solubilidad

INSOLUBLES

- Esqueleto: fosfatos, cloruros y carbonato de calcio - Caparazones de carbonato cálcico de crustáceos y moluscos

- Endurecimiento de células vegetales con sílice - Otolitos de carbonato cálcico del oído interno

SOLUBLES

- Función catalítica: cofactores enzimáticos Cu

+ Mn2+, _Mg2+, _Zn+

- Función osmótica: distribución del agua entre el interior y el exterior celular, gradiente electroquímico, potencial de membrana, potencial de acción y

sinapsis neuronal. Na+_{, K}+_{, Cl}-_{, Ca}2+

- Función tamponadora: carbonato/bicarbonato, monofosfato/bifosfato

Disociadas en cationes y aniones

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DISPERSIONES COLOIDALES Y DISOLUCIONES VERDADERAS

• En los seres vivos DISOLVENTE=AGUA

SOLUTOS = muchos tipos de moléculas TIPOS DISPERSIONES COLOIDALES solutos de alto peso molecular. 0,2 µM-0,001µM

SEGÚN ESTADO FÍSICO DE LA FASE DISPERSA

SUSPENSIONES COLOIDALES EMULSIONES COLOIDALES SEGÚN AFINIDADENTRE

PARTÍCULAS Y FASE

COLOIDES LIÓFILOS COLOIDES LIÓFOBOS SEGÚN ESTADO FÍSICO

FASE DISPERSANTE

SOL GEL

PROPIEDADES

ELEVADA VISCOSIDAD

ELEVADO PODER ADSORBENTE EFECTO TYNDALL MOVIMIENTO BROWNIANO SEDIMENTACIÓN DIÁLISIS ELECTROFORESIS CARACTERÍSTICAS PROPIEDADES DISOLUCIONES VERDADERAS Solutos de bajo peso molecular

No sedimentan por ultracentrifugación DIFUSIÓN ÓSMOSIS (CD)

ESTABILIDAD DEL GRADO DE ACIDEZ (libro)

Vacías ópticamente

Partículas no adsorbentes ni diferenciables por electroforesis

Elevada viscosidad: resistencia interna que presenta un líquido al movimiento

relativo de sus moléculas.

Elevado poder adsorbente: atracción que ejerce la superficie de un sólido

sobre las moléculas de un líquido o un gas.

Efecto Tyndall: se observa cierta opalescencia al iluminar lateralmente las

dispersiones coloidales sobre un fondo oscuro.

Movimiento browniano: movimiento desordenado de las partículas en forma

de zigzag

Sedimentación: si se someten a fuertes campos gravitatorios se sedimentan

sus partículas.

Diálisis: separación de coloides de los cristaloides gracias a una membrana

semipermeable que sólo permite pasar a las moléculas pequeñas.

Electroforesis: transporte de partículas coloidales a través de un gel debido a

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4. EL MEDIO CELULAR Y LA ÓSMOSIS Conceptos; disolución, gel, sol, soluto…

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O isoosmótica; igual concentración

Pasa agua pero no las sustancias

disueltas en ella OSMOSIS; fenómeno que se produce cuando dos disoluciones de diferente concentración que están separadas por una membrana semipermeable, tienden a igualar su concentración por el paso de agua desde la más diluida a la más concentrada

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http://highered.mcgraw-hill.com/sites/0072495855/student_view0/chapter2/animation__how_osmosis_works.html

http://biomodel.uah.es/biomodel-misc/anim/memb/osmosis.html

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• LOS SISTEMAS TAMPÓN

– Mantienen constante el PH

http://www.johnkyrk.com/H2O.html

– Suelen ser disoluciones de sales de ácidos o bases débiles,

cuyo equilibrio químico es capaz de aceptar o ceder

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Se estimaba que, en promedio una molécula de agua está unida por 3,5 puentes de hidrógeno. Sin embargo, estudios recientes parecen apuntar a que el número medio de puentes de hidrógeno es algo menor; un 80% de las moléculas estarían unidas por sólo dos

puentes de hidrógeno fuertes, mientras que el 20% restante estarían unidas hasta por 4 puentes de hidrógeno fuertes en disposición

tetraédrica.

En el hielo estos puentes de hidrógeno son más o menos estables, mientras que en el agua líquida tienen un carácter transitorio,

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http://www.youtube.com/watch?v=bVTI3V MLpF8&feature=related http:// esmateria.com/2012/07/19/un- macroestudio-desvela-que-las-bebidas-isotonicas-no-mejoran-el-rendimiento/ http://revista.consumer.es/web/es/2004070 1/actualidad/analisis1/