2. Composición de los seres vivos: bioelementos y
biomoléculas
•
Bioelelemento: son los elementos que forman parte de los seres vivos, aunque en
proporciones muy variables, pudiéndolos clasificar así en :
- BIOELEMENTOS MAYORITARIOS: siempre presente en la materia viva, y podemos
clasificarlo a su vez en dos grupos:
-PRIMARIOS: constituyen los componentes esenciales con los que se construye
la materia viva; son: carbono, hidrógeno, oxígeno, nitrógeno, azufre y fósforo.
-SECUNDARIOS: son menos abundantes que los primarios pero que desempeñan
funciones vitales en la fisiología celular; son: magnesio, calcio, potasio, sodio y cloro.
-OLIGOELEMENTOS ESENCIALES: son biolementos esenciales para la vida pero que se
encuentran en cantidades muy pequeñas, como el hierro, manganeso, flúor o yodo, entre
otros.
-OLIGOELEMENTOS NO ESENCIALES: lo forman el resto de elementos químicos que,
aunque no sean esenciales para todos los organismos, a menudo desempeñan
importantes funciones.
3. Composición de los seres vivos: bioelementos y biomoléculas
BIOELEMENTOS
MAYORITARIOS
-PRIMARIOS
-SECUNDARIOS
ESENCIALES
NO ESENCIALES
4. Composición de los seres vivos: bioelementos
y biomoléculas
PROPIEDADES FÍSICO-QUÍMICAS DEL CARBONO:
•
Forma un número de compuestos mayor que la suma total de todos los otros
elementos (el grupo más grande está formado por carbono e hidrógeno)
•
Además, forma compuestos inórganicos, pero en un número menor al de los
orgánicos
•
El carbono elemental existe en dos formas alotrópicas cristalinas: diamante y
grafito, de lo que dependerán sus propiedades físico-químicas
•
Es una sustancia inerte insoluble en agua, ácidos, bases y disolventes orgánicos
•
A altas temperaturas se combina con el oxígeno, con el que forma tres
compuestos: monóxido de carbono, dióxido de carbono y subóxido de carbono
5. El agua
•
Es una molécula formada por dos
átomos de hidrógeno y uno de
oxígeno, unida por enlaces covalentes
simples que forman un ángulo de
104.5 grados. Eléctricamente es
neutra, aunque sus átomos tienen
diferentes valores de
electronegatividad. Esta diferencia
hace que el oxígeno esté sometido a
una gran carga electronegativa y el
hidrógeno a una positiva, creándose
así dos campos con diferentes
densidades electromagnéticas,
siendo la del oxígeno la de mayor
densidad electrónica. Debido a a
esta distribución espacial, podemos
decir que la molécula de agua es
polar, ya que posee dos polos: uno
negativo y otro positivo
6. El agua
• Como hemos nombrado
anteriormente, la molécula de
agua es polar, lo que permite
que éstas puedan
interaccionar entre sí
mediante atracciones
electroestáticas,
estableciendo puentes de
hidrógeno. Estos enlaces
consisten en que cada átomo
de oxígeno ejerce una
atracción hacia los átomos de
hidrógenos de la molécula
siguiente, o incluso hacia
átomos de diferente carga de
otras moléculas.
7. El agua
Como consecuencia a la estructura que presenta la molécula de agua podemos
destacar las siguientes propiedades:
1.
2.
3.
4.
5.
6.
Es una sustancia líquida en condiciones normales debido a su elevada cohesión
molecular, fruto de los enlaces por puentes de hidrógeno.
Posee una elevada tensión superficial
Elevada fuerza de adhesión: las moléculas de agua tienen la capacidad de
adherirse a las paredes del recipiente que las contengan, cualidad conocida
como capilaridad
Elevado calor específico, ya que las moléculas de agua pueden absorber
grandes cantidades de calor sin subir excesivamente su temperatura, ya que
se necesita mucha energía para romper los enlaces puentes de hidrógeno; esta
propiedad dará lugar a un alto calor de vaporización y latente
Su densidad en estado líquido es mayor que en estado sólido, ya que en estado
sólido presenta todos sus posibles enlaces por puentes de hidrógeno,
formándose un retículo de mayor volumen y por lo tanto, de menor densidad
Elevada constante dieléctrica, ya que al poder comportarse como una molécula
cargada positivamente o negativamente, puede disociar a las sales minerales.
8. El agua
El agua, además, tiene una tremenda importancia biológica, que podemos
resumir en los siguientes puntos:
• Es el principal disolvente biológico, debido a su elevada constante
dieléctrica comentada anteriormente
9. El agua
•
En cuanto a su función metabólica, podemos resaltar que en el agua es donde se producen la
mayoría de las reacciones bioquímicas. Además es el responsable de la producción de oxígeno
atmosférico, ya que en la fotosíntesis es imprescindible
•
Posee también función estructural, ya que le da turgencia a las plantas y volumen a las células
•
Además tiene función mecánica amortiguadora, ya que es un líquido incomprensible, formando
así el líquido sinovial que se encuentra en las articulaciones de los vertebrados
•
Gracias a su función de transporte se facilita el aporte de sustancias nutritivas y la
eliminación de productos de desechos. Si relacionamos con esta función la capilaridad, vemos
cómo transporta la sabia bruta
•
Otra de sus funciones es la termorreguladora, ya que gracias a su elevado calor específico
permite mantener la temperatura interna de los seres vivos
•
Por último, resaltar que permite la vida en climas fríos, debido a su mayor densidad en
estado líquido que en estado sólido
10. El agua
El agua, junto a las sales minerales, desempeña un gran papel en
cuanto a equilibrios osmóticos y ácido-base se refiere.
En el caso de la ósmosis, las sales minerales son las responsables
de la cantidad de agua que contienen las células, ya que el agua es
capaz de atravesar las paredes semipermeables de las células,
que depende de la diferencia de concentración entre los líquidos
intracelular y extracelular
11. El agua
Los medios acuosos separados por membranas semipermeables
pueden tener diferentes concentraciones, pudiéndose clasificar
así en:
HIPERTÓNICOS: elevada concentración de solutos respecto a
otros en los que la concentración es inferior
HIPOTÓNICOS: baja concentración de soluto respecto a otros que
la tienen superior
Las moléculas de agua van desde los medios hipotónicos hacia los
hipertónicos, provocando un aumento en la presión de la
membrana conocida como presión osmótica. Como consecuencia
del proceso osmótico ambas disoluciones alcanzan el equilibrio,
hablándose en este caso de medios isotónicos.
13. El agua
Además de la ósmosis, las sales minerales también contribuyen en la
regulación del PH en las disoluciones, en un método conocido como
Buffer o sistema tampón. Este sistema, regula el PH mediante el
uso de dos especies: el ión carbonato y el ácido carbónico, que a se
vez se disocia en dióxido de carbono y agua.
En el plasma sanguíneo el dióxido de carbono procedente del
metabolismo celular se combina de forma reversible con agua,
originando ácido carbónico.
Como el ácido carbónico posee una naturaleza débil, puede
disociarse en iones dando lugar al ión bicarbonato.
14. Glúcidos
Son biomoléculas constituidas por carbono, hidrógeno y oxígeno, que tienen como fórmula general
CHO. Además, pueden contener moléculas de otros elementos como nitrógeno, azufre o
fósforo. Químicamente son aldehídos y cetonas con un grupo hidroxilo. Los más complejos
contienen además, otros grupos funcionales
15. Glúcidos
Los glúcidos más simples son los monosacáridos. La unión de estos
monosacáridos da lugar a los ósidos, que podemos clasificar en
grandes grupos
-HOLÓSIDOS: formados únicamente por monosacáridos, que a su
vez pueden clasificarse en:
-OLIGOSACÁRIDOS: formados por 2 ó 10 monosacáridos
-POLISACÁRIDOS: formados por la unión de más de 10
monosacáridos
-HETERÓSIDOS: formados por la unión de un conjunto de
monosacárido junto a un lípido, proteína u otras moléculas
16. Glúcidos
MÓNOSACARIDOS: son sólidos cristalinos, blanquecinos y solubles en agua. Estas
característcas, junto con el sabor dulce que presentan, hacen que también puedan
llamarse azúcares. Su clasificación puede realizarse atendiendo al número de
carbonos que presenten o al grupo funcional que contengan.
Según el número de átomos de carbono: -TRIOSAS: 3 ÁTOMOS DE CARBONO
(gliceraldehído y dihidroxiacetona)
-TETRAOSAS: 4
-PENTOSAS: 5 (ribosa y ribulosa)
-HEXOSAS: 6 (glucosa y fructosa)
-HEPTOSAS: 7
Según el grupo funcional que contengan: -ALDOSAS: posee un grupo aldehído en el C1
y grupos hidroxilos en el resto de los carbonos
-CETOSAS: posee un grupo funcional cetona y grupos hidorxilos en el resto de la
cadena
17. Glúcidos
•
Por último, recalcar la gran
importancia biológica que
presentan los monosacáridos,
ya que éstos son los
constituyentes de todos los
glúcidos. Además, actúan
como nutrientes de las células
para la obtención de energía,
o incluso como metabolitos,
haciendo de intermediarios en
procesos biológicos esenciales
como la fotosíntesis y la
respiración celular.
19. Glúcidos
•
Enlace o-glucosídico: se da
entre moléculas de
monosacáridos previamente
cicladas por enlace
hemiacetálico para dar lugar a
un disacárido. El proceso
ocurre cuando se unen dos
grupos hidroxilos de los
diferentes monosacáridos,
liberándose una molécula de
agua.
20. Polisacáridos
Están formados por la unión de tres o más
monosacáridos. A diferencia de éstos carecen de las
características propias de los azúcares como el color
blanco. Además, los podemos clasificar según la
función que desempeñen, estructural o de reserva.
21. Polisacáridos
Celulosa: es un polisacárido estructural, formado por polímeros
unidos entre sí por elnace beta-D-glucosa
22. Polisacáridos
Quitina: al igual que la celulosa es un polímero estructural, pero que
en vez de formar las paredes celulares forma el esqueleto de los
artrópodos o la pared de los hongos.
23. Polisacáridos
Almidón: es el homopolisacárido de re reserva vegetal. Está
formado por amilosa y aminopectina, y se encuentra en los
plastos de las células vegetales.
Glucógeno: es el homopolisacárido de reserva animal. Se almacena
en el hígado, presentando ramificaciones en sus enlaces al igual
que el almidón
