BIOELEMENTOS

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BIOELEMENTOS

  1. 1. BIOELEMENTOS BIOELEMENTOS Departamento de Biología y Geología I.E.S. J.M. Empecinado Aranda de Duero. Burgos Versión 2011
  2. 2. <ul><li>Se llaman bioelementos o elementos biogénicos , a aquellos elementos químicos que forman parte de los seres vivos. </li></ul>Departamento de Biología y Geología I.E.S. J.M. Empecinado Aranda de Duero. Burgos
  3. 3. <ul><li>En 1.661, Robert Boyle fue el primero en establecer el criterio por el que se define un “ Elemento Químico “... </li></ul>Departamento de Biología y Geología I.E.S. J.M. Empecinado Aranda de Duero. Burgos ( Waterford, 25 de enero de 1627 - Londres, 30 de diciembre de 1691) Robert Boyle
  4. 4. <ul><li>… Un “ Elemento Químico ” es una sustancia básica, que puede combinarse con otros elementos para formar “ Compuestos ” y que, por el contrario, no puede descomponerse en una sustancia más simple, una vez aislada de un compuesto. </li></ul>Departamento de Biología y Geología I.E.S. J.M. Empecinado Aranda de Duero. Burgos
  5. 5. <ul><li>Toda sustancia que no puede ser descompuesta o dividida en sustancias más simples “ por medios químicos ordinarios”. </li></ul><ul><li>* Los elementos se consideraban sustancias fundamentales , pero hoy se sabe que consisten en una variedad de partículas elementales: electrones, protones y neutrones …. </li></ul>Un elemento químico es un átomo con características físicas únicas , que por tradición se define como aquella sustancia que no puede ser descompuesta mediante una reacción química, en otras más simples. Departamento de Biología y Geología I.E.S. J.M. Empecinado Aranda de Duero. Burgos Concepto actual de “Elemento químico” :
  6. 6. Dmitri Ivánovich Mendeléiev (1834-1907), químico ruso conocido sobre todo por haber elaborado “la tabla periódica de los elementos químicos”. Departamento de Biología y Geología I.E.S. J.M. Empecinado Aranda de Duero. Burgos Tabla periódica de Mendeléiev
  7. 7. <ul><li>Hoy conocemos 117 elementos químicos , aunque no todos ellos están presentes en la naturaleza </li></ul>Departamento de Biología y Geología I.E.S. J.M. Empecinado Aranda de Duero. Burgos Desde el Polonio (elemento 84 ), hasta el Hafnio (elemento 105) son radiactivos y por tanto, inestables .
  8. 8. Departamento de Biología y Geología I.E.S. J.M. Empecinado Aranda de Duero. Burgos
  9. 9. De todos los elementos que se hallan en la corteza terrestre, sólo unos 25 son componentes de los seres vivos . Departamento de Biología y Geología I.E.S. J.M. Empecinado Aranda de Duero. Burgos
  10. 10. La vida se ha desarrollado sobre unos elementos concretos que poseen unas propiedades físico-químicas idóneas, acordes con los procesos químicos que se desarrollan en los seres vivos. Departamento de Biología y Geología I.E.S. J.M. Empecinado Aranda de Duero. Burgos
  11. 11. En la siguiente tabla de datos se muestran ordenados algunos de los Elementos Químicos más frecuentes en la Naturaleza : Departamento de Biología y Geología I.E.S. J.M. Empecinado Aranda de Duero. Burgos Elemento Número Atómico Litosfera-Hidrosfera- Atmósfera % Oxígeno O 8 50.02 Silicio Si 14 25.80 Aluminio Al 13 7.30 Hierro Fe 26 4.18 Calcio Ca 20 3.22 Sodio Na 11 2.36 Potasio K 19 2.28 Magnesio Mg 12 2.08 Hidrógeno H 1 0.95 Cloro Cl 17 0.20 Carbono C 6 0.18 Fósforo P 15 0.11 Azufre S 16 0.11 Flúor F 9 0.10 Nitrógeno N 7 0.03
  12. 12. Hagamos una comparación de la presencia de elementos químicos en la…. Atmósfera Litosfera Biosfera Departamento de Biología y Geología I.E.S. J.M. Empecinado Aranda de Duero. Burgos
  13. 13. Departamento de Biología y Geología I.E.S. J.M. Empecinado Aranda de Duero. Burgos
  14. 14. Departamento de Biología y Geología I.E.S. J.M. Empecinado Aranda de Duero. Burgos
  15. 15. Departamento de Biología y Geología I.E.S. J.M. Empecinado Aranda de Duero. Burgos
  16. 16. Clasificación de los Bioelementos: Departamento de Biología y Geología I.E.S. J.M. Empecinado Aranda de Duero. Burgos Clasificación de los Bioelementos:
  17. 17. <ul><li>Atendiendo a su abundancia (no a su importancia) </li></ul><ul><li>Los bioelementos se pueden agrupar en tres categorías: </li></ul>Departamento de Biología y Geología I.E.S. J.M. Empecinado Aranda de Duero. Burgos
  18. 18. <ul><li>Bioelementos Primarios o Mayoritarios. </li></ul>Clasificación de los Bioelementos: Bioelementos Secundarios . Oligoelementos. Departamento de Biología y Geología I.E.S. J.M. Empecinado Aranda de Duero. Burgos
  19. 19. Son los elementos mayoritarios de la materia viva, constituyen el 95% de la masa total.
  20. 20. Departamento de Biología y Geología I.E.S. J.M. Empecinado Aranda de Duero. Burgos
  21. 21. <ul><ul><ul><li>A causa de la configuración Tetraédrica de los enlaces del carbono ,los diferentes tipos de moléculas orgánicas tienen estructuras tridimensionales diferentes. Esta conformación espacial es responsable de la actividad biológica . </li></ul></ul></ul>El Carbono: Departamento de Biología y Geología I.E.S. J.M. Empecinado Aranda de Duero. Burgos
  22. 23. Los enlaces entre los átomos de carbono pueden ser: simples (C - C), dobles (C = C) o triples ( C=C). Departamento de Biología y Geología I.E.S. J.M. Empecinado Aranda de Duero. Burgos
  23. 24. <ul><li>Las combinaciones de átomos de carbono entre sí o con otros elementos, como el oxígeno, el hidrógeno, el nitrógeno, etc., permiten la aparición de una gran variedad de grupos funcionales que dan lugar a las diferentes familias de moléculas orgánicas. </li></ul>Departamento de Biología y Geología I.E.S. J.M. Empecinado Aranda de Duero. Burgos
  24. 25. Departamento de Biología y Geología I.E.S. J.M. Empecinado Aranda de Duero. Burgos
  25. 26. Departamento de Biología y Geología I.E.S. J.M. Empecinado Aranda de Duero. Burgos
  26. 27. Departamento de Biología y Geología I.E.S. J.M. Empecinado Aranda de Duero. Burgos
  27. 28. Departamento de Biología y Geología I.E.S. J.M. Empecinado Aranda de Duero. Burgos
  28. 29. <ul><li>El oxígeno es un elemento químico con número atómico 8 (tiene ocho protones en su núcleo). El oxígeno forma una molécula (O 2 ) de dos átomos, que corresponde a un gas incoloro a temperaturas y presiones normales. </li></ul>El oxígeno es muy reactivo , por lo que sus átomos están incorporados a muchos compuestos químicos comunes, como el agua (H 2 O), el dióxido de carbono (CO 2 ), el monóxido de carbono (CO), los óxidos de azufre (SO 2 y SO 3 ) y los óxidos de nitrógeno (NO y NO 2 ). Departamento de Biología y Geología I.E.S. J.M. Empecinado Aranda de Duero. Burgos
  29. 30. Departamento de Biología y Geología I.E.S. J.M. Empecinado Aranda de Duero. Burgos
  30. 31. <ul><li>El nitrógeno es el elemento químico de número atómico 7 (tiene siete protones en su núcleo). El nitrógeno molecular (N 2 ) es un compuesto químico muy común, en el que dos átomos de nitrógeno están estrechamente unidos. </li></ul>Departamento de Biología y Geología I.E.S. J.M. Empecinado Aranda de Duero. Burgos El nitrógeno molecular no tiene color ni olor, y es un gas inerte a temperatura y presiones normales.
  31. 32. Departamento de Biología y Geología I.E.S. J.M. Empecinado Aranda de Duero. Burgos
  32. 33. Departamento de Biología y Geología I.E.S. J.M. Empecinado Aranda de Duero. Burgos El Hidrógeno es el primer elemento de la tabla periódica. En condiciones normales es un gas incoloro, inodoro e insípido , compuesto de moléculas diatómicas, H 2 . El átomo de hidrógeno, consta de un núcleo de unidad de carga positiva y un solo electrón. Es uno de los constituyentes principales del agua y de toda la materia orgánica. Está distribuido de manera amplia no sólo en la Tierra sino en todo el universo.
  33. 34. Los bioelementos primarios : <ul><li>Las propiedades físico-químicas que los hacen idóneos para la vida, </li></ul><ul><li>son las siguientes: </li></ul>Departamento de Biología y Geología I.E.S. J.M. Empecinado Aranda de Duero. Burgos Forman entre ellos enlaces covalentes , compartiendo electrones . El carbono, nitrógeno y oxígeno, pueden compartir más de un par de electrones , formando enlaces dobles y triples , lo cual les dota de una gran versatilidad para el enlace químico. Son los elementos más ligeros con capacidad de formar enlace covalente, por lo que dichos enlaces son muy estables .
  34. 35. Bioelementos secundarios <ul><li>S, P , Mg , Ca, Na , K, Cl </li></ul>Los encontramos formando parte de todos los seres vivos, y en una proporción del 4,5%. * S (0,1 %) y P (1,1 %) , en algunas clasificaciones, los consideran bioelementos primarios, debido a su importancia en las moléculas biológicas. Departamento de Biología y Geología I.E.S. J.M. Empecinado Aranda de Duero. Burgos
  35. 36. S, P , Mg, Ca, Na, K, Cl
  36. 37. Bioelementos secundarios S, P, Mg, Ca, Na, K, Cl Azufre Se encuentra en dos aminoácidos (cisteína y metionina) , presentes en todas las proteínas. También en algunas sustancias como el Coenzima A Fósforo Forma parte de los nucleótidos, compuestos que forman los ácidos nucléicos. Forman parte de coenzimas y otras moléculas como fosfolípidos, sustancias fundamentales de las membranas celulares. También forma parte de los fosfatos, sales minerales abundantes en los seres vivos. Magnesio Forma parte de la molécula de clorofila, y en forma iónica actúa como catalizador, junto con las enzimas , en muchas reacciones químicas del organismo. Calcio Forma parte de los carbonatos de calcio de estructuras esqueléticas. En forma iónica interviene en la contracción muscular , coagulación sanguínea y transmisión del impulso nervioso . Sodio Catión abundante en el medio extracelular; necesario para la conducción nerviosa y la contracción muscular Potasio Catión más abundante en el interior de las células; necesario para la conducción nerviosa y la contracción muscular Cloro Anión más frecuente; necesario para mantener el balance de agua en la sangre y fluido intersticial.
  37. 38. Oligoelementos Oligo: Prefijo que significa poco , escaso . Se llaman así, al conjunto de elementos químicos que están presentes en los organismos en forma escasa , pero que son indispensables para el desarrollo. Departamento de Biología y Geología I.E.S. J.M. Empecinado Aranda de Duero. Burgos
  38. 39. <ul><li>Se han aislado unos 60 oligoelementos en los seres vivos, pero solamente 14 de ellos pueden considerarse comunes : hierro, manganeso , cobre, zinc , flúor, iodo , boro, silicio , vanadio, cromo , cobalto, selenio , molibdeno y estaño . </li></ul>Departamento de Biología y Geología I.E.S. J.M. Empecinado Aranda de Duero. Burgos
  39. 40. Departamento de Biología y Geología I.E.S. J.M. Empecinado Aranda de Duero. Burgos
  40. 41. Oligoelementos Hierro Fe Fundamental para la síntesis de clorofila, catalizador en reacciones químicas y formando parte de citocromos que intervienen en la respiración celular, y en la hemoglobina que interviene en el transporte de oxígeno . Manganeso Mn Interviene en la fotolisis del agua , durante el proceso de fotosíntesis en las plantas. Iodo I Necesario para la síntesis de la tiroxina , hormona que interviene en el metabolismo Flúor F Forma parte del esmalte dentario y de los huesos. Cobalto Co Forma parte de la vitamina B12, necesaria para la síntesis de hemoglobina . Silicio Si Proporciona resistencia al tejido conjuntivo, endurece tejidos vegetales como en las gramíneas. Cromo Cr Interviene junto a la insulina en la regulación de glucosa en sangre. Zinc Zn Actúa como catalizador en muchas reacciones del organismo. Litio Li Actúa sobre neurotransmisores y la permeabilidad celular. En dosis adecuada puede prevenir estados de depresiones. Molibdeno Mo Forma parte de las enzimas vegetales que actúan en la reducción de los nitratos por parte de las plantas.
  41. 42. Departamento de Biología y Geología I.E.S. J.M. Empecinado Aranda de Duero. Burgos
  42. 43. Los Bioelementos , asociados entre sí mediante enlaces químicos, ( preferentemente covalentes), nos proporcionan una enorme diversidad de Biomoléculas , que forman parte de los seres vivos. Departamento de Biología y Geología I.E.S. J.M. Empecinado Aranda de Duero. Burgos
  43. 44. AVISO: Esta presentación no es más que un resumen del tema tratado. Para obtener una información detallada es muy recomendable el uso de alguno de los excelentes manuales de Biología, que existen en la mayoría de las bibliotecas. Departamento de Biología y Geología I.E.S. J.M. Empecinado Aranda de Duero. Burgos * Puedes hacer uso de esta presentación, siempre que no sufra ninguna modificación y sea visible el logo de la parte inferior derecha. Tienes una versión con animaciones flash en: http://www.slideboom.com/presentations/305408/BIOELEMENTOS

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