3. EL AGUA, SUS PROPIEDADES Y SU FUNCIÓN EN SERES VIVOS
3.1 LA ESTRUCTURA DEL AGUA
La molécula de agua está formada por un átomo de hidrógeno y dos de oxígeno unidos
mediante enlaces covalentes formando un ángulo de 104,5. Es una molécula polar ya que
los átomos de oxígeno presentan más electronegatividad que el de hidrógeno, haciendo
que los electrones se sitúen más cerca del oxígeno (una carga parcial + y dos -).
La presencia de cargas positivas y negativas hace que las moléculas de agua establezcan
enlaces de hidrógeno entre ellas, originando una estructura reticular.
3.2 PROPIEDADES Y FUNCIONES EN S.V
1. Cohesión-adhesión: Presenta una elevada cohesión interna producida por los
puentes de hidrógeno que le convierte en un líquido incompresible que tendrá su
efecto en aquellos seres vivos con esqueleto hidrostático y da turgencia en c.
vegetales. Esta cohesión junto con una elevada adhesión resultante de la polaridad,
contribuye a la capilaridad .
2. Elevado calor de vaporización: Manifiesta un elevado calor de vaporización ya que
la energía necesaria para romper estos puentes de hidrógeno es muy alta,
ejerciendo en los seres vivos una acción refrigerante que regula la Tª corporal.
3. Elevado calor específico: Presenta un gran calor específico ya que puede absorber
mucha cantidad de calor sin producir aumentos en su Tª, esto se debe a que utiliza
gran parte de este calor para romper los puentes de hidrógeno aumentando la E.
cinética de las partículas. Actuando así como amortiguador térmico haciendo que la
Tª corporal permanezca constante.
4. Mayor densidad en est.líquido que sólido: En sólido, el agua establece puentes
de hidrógeno con moléculas vecinas formando una estructura reticular abierta
encontrándose estas más separadas que en líquido, facilitando que debajo de este
estado sólido pueda prosperar la vida.
5. Gran poder disolvente: Gracias a su polaridad el agua puede disolver sustancias
estableciendo enlaces con otras moléculas. Las sustancias que reaccionan
fácilmente con el agua se denominan hidrófilas y las que la repelen hidrófobas.
Debido a esta propiedad, el agua es el medio de transporte de sustancias en el
interior de los S.V. Además es el medio donde transcurren la mayor parte de
reacciones metabólicas.
6. Reactividad química: Es un potente reactivo químico ya que puede disociarse en
iones H3O+ y OH-, derivando como consecuencia la hidrólisis, ya que estos iones
presentan una gran fuerza de atracción para unirse con ellos y provocar la ruptura
de enlaces.
7. Bajo grado de ionización: Es provocado por la acción de los enlaces covalentes
que unen con gran fuerza átomos de hidrógeno y oxígeno, permitiendo que el agua
se encuentre en un rango neutro de pH(7).
4. LAS SALES MINERALES
,Las sales minerales en los seres vivos se hallan en cantidades comprendidas entre el 1% y
el 5%. Se suele encontrar en los seres vivos de dos formas: sólidas o precipitadas y en
disolución.
1.Forma sólida. Originan formas esqueléticas y de sostén.
-El carbonato cálcico (CaCO3) da forma a los esqueletos de los moluscos, crustáceos,
corales y vertebrados. También da rigidez a las esponjas y forman las espinas de los erizos
de mar.
-El fosfato cálcico endurece los huesos de vertebrados.
-La sílice (SiO2) forma el caparazón de algunos microorganismos como las diatomeas e
impregnan tallos de algunas plantas. Constituye las espículas de algunas esponjas.
2.En disolución. Se encuentran disueltas en agua, en este caso como iones. Los iones
más abundantes son:
Aniones: Sulfato, bicarbonato, fosfatos, nitrato y cloruro.
Cationes: Na+, K+, Ca2+ y Mg2+.
● Funciones:
1- Actúan como sistemas tampón, controlando las variaciones del pH y manteniendo el
equilibrio osmótico.
2- Neutralizan las cargas de algunas macromoléculas y proporcionan estabilidad a los
coloides.
3- Participan en la activación de los enzimas, la transmisión del impulso nervioso, la
contracción muscular, la creación de potenciales, etc.
5. EL MEDIO CELULAR
5.1.EL EQUILIBRIO ÁCIDO BASE
El pH mantiene el equilibrio celular.
● EL PH
El agua está disociada en iones hidronio (H3O+) e iones hidróxido (OH-)
(2H2O)↔(H3O+) + (OH-)
El agua se dice que es neutra porque tiene la misma concentración de iones hidronio que
iones hidróxido.
Sin embargo, en el agua puede haber alguna sustancia que puede tumbar este equilibrio.
El pH se define como el logaritmo en base decimal con signo negativo de la concentración
de (H3O+) expresada en moles por litro. (pH=-log(H3O+)
Una sustancia ácida es cuando el pH<7, base cuando el pH>7 y neutra cuando el pH=7.
● LOS SISTEMAS AMORTIGUADORES
La mayoría de las funciones de los seres vivos se da entre 6 y 8 de pH.
,Si hay variaciones de pH que se salen de este rango, los organismos disponen de los
sistemas amortiguadores , tampón o buffer, que son sustancias que neutralizan el pH del
medio.
Estos sistemas se basan en las propiedades de los ácidos débiles,que son aquellos que no
se disocian totalmente en soluciones acuosas y que a determinados valores de pH. actúan
como ácidos o como bases; es decir, cede protones al medio o los aceptan.
Cuando en el medio existe un exceso de H3O+, el tampón actúa como base y los acepta, y
cuando hay un exceso de OH-, actúa como ácido liberando protones que los neutraliza.
Los principales tampones biológicos son el tampón bicarbonato y el tampón fosfato.
EL TAMPÓN BICARBONATO: Actúa en los líquidos extracelulares como la sangre. Su
actividad se presenta en torno a los valores de 7,4. Su funcionamiento se basa en el
equilibrio existente entre el ion bicarbonato y el ácido carbónico, que a su vez puede
disociarse en CO2 y H2O
(HCO3-) + (H20+) ⇋ (H2CO3) + (H2O) ⇋ (CO3) + (2H2O)
Cuando se produce un aumento en la concentración de H3O+ de la sangre (acidificación),
el equilibrio del tampón se desplaza la derecha, aumentando la cantidad de H2CO3.
Si se produce una disminución de la concentración de H3O+, el medio se basifica y el
equilibrio se desplaza a la izquierda, para lo cual debe incorporarse CO2 del exterior, que, al
combinarse con el H2O, repara las pérdidas de H2CO3.
5.2.DIFUSIÓN, ÓSMOSIS Y DIÁLISIS
● DISOLUCIONES Y DISPERSIONES COLOIDALES
1. Disolución: mezcla homogénea de al menos dos moléculas diferentes, entre las
que se distingue el disolvente y el soluto, que es la sustancia que se disuelve. En los
seres vivos forman disoluciones las sales minerales y pequeñas moléculas
orgánicas, como monosacáridos.
2. Dispersión coloidal o coloide: mezcla aparentemente homogénea, ya que el
soluto no es soluble, pero las partículas son capaces de dispersarse
homogéneamente por todo el disolvente, no sedimentar durante varios días y pasar
a través de cualquier filtro. Los coloides son pueden dispersar la luz, cuando un rayo
de luz atraviesa un coloide este presenta cierta turbidez, lo llamado efecto Tyndall.
De esta manera se encuentran las grandes moléculas orgánicas de los seres vivos
como las proteínas.
● DIFUSIÓN, DIÁLISIS Y ÓSMOSIS
1. Difusión, las moléculas disueltas se dispersan uniformemente en el agua.
2. Diálisis, las partículas pequeñas y el agua pasan, pero no pasan las partículas
grandes, los coloidales. Estos se separan a través de una membrana dializadora.
3. Ósmosis, dos disoluciones de distinta concentración, separadas por una membrana
semipermeable, por la que solo pasa agua, tiende a igualar su concentración
pasando agua de la disolución más diluida a la más concentrada. El paso del agua
se produce hasta que las dos disoluciones alcanzan la misma concentración, para
llegar a este equilibrio se ejerce la presión osmótica. Las disoluciones que tienen la
misma concentración se llaman isotónicas. Cuando es distinta, la más concentrada
es la hipertónica y la más diluida hipotónica.
● Medio hipertónico: la célula es hipotónica, por lo que sale agua de la célula.
La célula se arruga, y es lo que se denomina plasmólisis.
● Medio isotónico: la cantidad de agua que sale es la misma que la que entra,
se mantiene la presión osmótica, no se producen fenómenos osmóticos.
, ● Medio hipotónico: la célula es hipertónica, así entra agua a la célula. La
célula se hincha, turgencia, y no explota gracias a la pared celular (en el caso
de las células vegetales).
TEMA 2: LOS GLÚCIDOS
3.1 LA ESTRUCTURA DEL AGUA
La molécula de agua está formada por un átomo de hidrógeno y dos de oxígeno unidos
mediante enlaces covalentes formando un ángulo de 104,5. Es una molécula polar ya que
los átomos de oxígeno presentan más electronegatividad que el de hidrógeno, haciendo
que los electrones se sitúen más cerca del oxígeno (una carga parcial + y dos -).
La presencia de cargas positivas y negativas hace que las moléculas de agua establezcan
enlaces de hidrógeno entre ellas, originando una estructura reticular.
3.2 PROPIEDADES Y FUNCIONES EN S.V
1. Cohesión-adhesión: Presenta una elevada cohesión interna producida por los
puentes de hidrógeno que le convierte en un líquido incompresible que tendrá su
efecto en aquellos seres vivos con esqueleto hidrostático y da turgencia en c.
vegetales. Esta cohesión junto con una elevada adhesión resultante de la polaridad,
contribuye a la capilaridad .
2. Elevado calor de vaporización: Manifiesta un elevado calor de vaporización ya que
la energía necesaria para romper estos puentes de hidrógeno es muy alta,
ejerciendo en los seres vivos una acción refrigerante que regula la Tª corporal.
3. Elevado calor específico: Presenta un gran calor específico ya que puede absorber
mucha cantidad de calor sin producir aumentos en su Tª, esto se debe a que utiliza
gran parte de este calor para romper los puentes de hidrógeno aumentando la E.
cinética de las partículas. Actuando así como amortiguador térmico haciendo que la
Tª corporal permanezca constante.
4. Mayor densidad en est.líquido que sólido: En sólido, el agua establece puentes
de hidrógeno con moléculas vecinas formando una estructura reticular abierta
encontrándose estas más separadas que en líquido, facilitando que debajo de este
estado sólido pueda prosperar la vida.
5. Gran poder disolvente: Gracias a su polaridad el agua puede disolver sustancias
estableciendo enlaces con otras moléculas. Las sustancias que reaccionan
fácilmente con el agua se denominan hidrófilas y las que la repelen hidrófobas.
Debido a esta propiedad, el agua es el medio de transporte de sustancias en el
interior de los S.V. Además es el medio donde transcurren la mayor parte de
reacciones metabólicas.
6. Reactividad química: Es un potente reactivo químico ya que puede disociarse en
iones H3O+ y OH-, derivando como consecuencia la hidrólisis, ya que estos iones
presentan una gran fuerza de atracción para unirse con ellos y provocar la ruptura
de enlaces.
7. Bajo grado de ionización: Es provocado por la acción de los enlaces covalentes
que unen con gran fuerza átomos de hidrógeno y oxígeno, permitiendo que el agua
se encuentre en un rango neutro de pH(7).
4. LAS SALES MINERALES
,Las sales minerales en los seres vivos se hallan en cantidades comprendidas entre el 1% y
el 5%. Se suele encontrar en los seres vivos de dos formas: sólidas o precipitadas y en
disolución.
1.Forma sólida. Originan formas esqueléticas y de sostén.
-El carbonato cálcico (CaCO3) da forma a los esqueletos de los moluscos, crustáceos,
corales y vertebrados. También da rigidez a las esponjas y forman las espinas de los erizos
de mar.
-El fosfato cálcico endurece los huesos de vertebrados.
-La sílice (SiO2) forma el caparazón de algunos microorganismos como las diatomeas e
impregnan tallos de algunas plantas. Constituye las espículas de algunas esponjas.
2.En disolución. Se encuentran disueltas en agua, en este caso como iones. Los iones
más abundantes son:
Aniones: Sulfato, bicarbonato, fosfatos, nitrato y cloruro.
Cationes: Na+, K+, Ca2+ y Mg2+.
● Funciones:
1- Actúan como sistemas tampón, controlando las variaciones del pH y manteniendo el
equilibrio osmótico.
2- Neutralizan las cargas de algunas macromoléculas y proporcionan estabilidad a los
coloides.
3- Participan en la activación de los enzimas, la transmisión del impulso nervioso, la
contracción muscular, la creación de potenciales, etc.
5. EL MEDIO CELULAR
5.1.EL EQUILIBRIO ÁCIDO BASE
El pH mantiene el equilibrio celular.
● EL PH
El agua está disociada en iones hidronio (H3O+) e iones hidróxido (OH-)
(2H2O)↔(H3O+) + (OH-)
El agua se dice que es neutra porque tiene la misma concentración de iones hidronio que
iones hidróxido.
Sin embargo, en el agua puede haber alguna sustancia que puede tumbar este equilibrio.
El pH se define como el logaritmo en base decimal con signo negativo de la concentración
de (H3O+) expresada en moles por litro. (pH=-log(H3O+)
Una sustancia ácida es cuando el pH<7, base cuando el pH>7 y neutra cuando el pH=7.
● LOS SISTEMAS AMORTIGUADORES
La mayoría de las funciones de los seres vivos se da entre 6 y 8 de pH.
,Si hay variaciones de pH que se salen de este rango, los organismos disponen de los
sistemas amortiguadores , tampón o buffer, que son sustancias que neutralizan el pH del
medio.
Estos sistemas se basan en las propiedades de los ácidos débiles,que son aquellos que no
se disocian totalmente en soluciones acuosas y que a determinados valores de pH. actúan
como ácidos o como bases; es decir, cede protones al medio o los aceptan.
Cuando en el medio existe un exceso de H3O+, el tampón actúa como base y los acepta, y
cuando hay un exceso de OH-, actúa como ácido liberando protones que los neutraliza.
Los principales tampones biológicos son el tampón bicarbonato y el tampón fosfato.
EL TAMPÓN BICARBONATO: Actúa en los líquidos extracelulares como la sangre. Su
actividad se presenta en torno a los valores de 7,4. Su funcionamiento se basa en el
equilibrio existente entre el ion bicarbonato y el ácido carbónico, que a su vez puede
disociarse en CO2 y H2O
(HCO3-) + (H20+) ⇋ (H2CO3) + (H2O) ⇋ (CO3) + (2H2O)
Cuando se produce un aumento en la concentración de H3O+ de la sangre (acidificación),
el equilibrio del tampón se desplaza la derecha, aumentando la cantidad de H2CO3.
Si se produce una disminución de la concentración de H3O+, el medio se basifica y el
equilibrio se desplaza a la izquierda, para lo cual debe incorporarse CO2 del exterior, que, al
combinarse con el H2O, repara las pérdidas de H2CO3.
5.2.DIFUSIÓN, ÓSMOSIS Y DIÁLISIS
● DISOLUCIONES Y DISPERSIONES COLOIDALES
1. Disolución: mezcla homogénea de al menos dos moléculas diferentes, entre las
que se distingue el disolvente y el soluto, que es la sustancia que se disuelve. En los
seres vivos forman disoluciones las sales minerales y pequeñas moléculas
orgánicas, como monosacáridos.
2. Dispersión coloidal o coloide: mezcla aparentemente homogénea, ya que el
soluto no es soluble, pero las partículas son capaces de dispersarse
homogéneamente por todo el disolvente, no sedimentar durante varios días y pasar
a través de cualquier filtro. Los coloides son pueden dispersar la luz, cuando un rayo
de luz atraviesa un coloide este presenta cierta turbidez, lo llamado efecto Tyndall.
De esta manera se encuentran las grandes moléculas orgánicas de los seres vivos
como las proteínas.
● DIFUSIÓN, DIÁLISIS Y ÓSMOSIS
1. Difusión, las moléculas disueltas se dispersan uniformemente en el agua.
2. Diálisis, las partículas pequeñas y el agua pasan, pero no pasan las partículas
grandes, los coloidales. Estos se separan a través de una membrana dializadora.
3. Ósmosis, dos disoluciones de distinta concentración, separadas por una membrana
semipermeable, por la que solo pasa agua, tiende a igualar su concentración
pasando agua de la disolución más diluida a la más concentrada. El paso del agua
se produce hasta que las dos disoluciones alcanzan la misma concentración, para
llegar a este equilibrio se ejerce la presión osmótica. Las disoluciones que tienen la
misma concentración se llaman isotónicas. Cuando es distinta, la más concentrada
es la hipertónica y la más diluida hipotónica.
● Medio hipertónico: la célula es hipotónica, por lo que sale agua de la célula.
La célula se arruga, y es lo que se denomina plasmólisis.
● Medio isotónico: la cantidad de agua que sale es la misma que la que entra,
se mantiene la presión osmótica, no se producen fenómenos osmóticos.
, ● Medio hipotónico: la célula es hipertónica, así entra agua a la célula. La
célula se hincha, turgencia, y no explota gracias a la pared celular (en el caso
de las células vegetales).
TEMA 2: LOS GLÚCIDOS
