BIOLOGÍA
-BLOQUE I: BIOMOLÉCULAS-
TEMA 1 - Agua y sales minerales
1. Bioelementos y biomoléculas
- Bioelementos. Elementos químicos que forman parte de la materia viva. Según su
abundancia:
Primarios - Grandes cantidades. Ej: C, H, O, N, P, S.
- 96 - 98% del peso de un
organismo.
- Formación de biomoléculas.
Secundarios - Pequeñas cantidades. Ej: Na, K, Ca, Mg, Cl.
- 2 - 4% del peso de un
organismo.
Oligoelementos - Cantidad inferior al 0,1% Ej: Mn, Fe, Co, Cu, Zn, I, Si.
(elementos traza) o inferior al
0,001% (elementos
ultratraza)
- Función catalizadora.
- Biomoléculas. Moléculas que forman parte de los seres vivos y resultan de la unión,
mediante enlaces químicos, de los bioelementos.
Inorgánico Agua y sales minerales.
Orgánico Glúcidos, lípidos, proteínas y ácidos
nucleicos.
importancia biológica del carbono
Construcción de cadenas largas con enlaces covalentes que se unen a otros elementos para la
formación de grupos funcionales. Forma estructuras estables por su capacidad de unión
hasta con 4 enlaces covalentes.
grupos funcionales
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,BIOLOGÍA
2. Biomoléculas inorgánicas I. Agua
Los organismos pueden incorporar agua directamente del medio (agua exógena) o a partir de
reacciones metabólicas que ocurren en el organismo (agua metabólica).
· Estructura
La molécula de agua es un dipolo eléctrico formado por dos átomos de hidrógeno unidos a
un átomo de oxígeno mediante enlaces covalentes que forman un ángulo de 104,5º.
Como el átomo de oxígeno es más electronegativo, éste atrae con mayor fuerza a los
electrones que comparte en el enlace covalente creando a su alrededor una zona de mayor
densidad de carga negativa (δ-) y una zona de mayor densidad de carga positiva (δ+)
alrededor de los átomos de hidrógeno.
Esto hace que las moléculas de agua se atraigan entre sí mediante atracción electrostática
denominada puentes o enlaces de hidrógeno.
· Propiedades físico-químicas y funciones biológicas
- Elevada constante dieléctrica. Gran disolvente “disolvente universal” para moléculas
ionizables “se pueden separar” (sales minerales) por su carácter polar (soluble en
agua) y su elevada constante dieléctrica. Estos compuestos quedan rodeados por
moléculas de agua debido a la solvatación.
- Elevado calor específico. Calor necesario que se debe aplicar para elevar la
temperatura 1ºC de una sustancia. Para ello, hace falta mucha energía ya que parte de
ella se va a necesitar para romper los enlaces de hidrógeno. Por eso, el agua puede
absorber calor aunque la temperatura aumente poco, esto permite la función de
termorregulación (sudoración) al actuar como tapón térmico manteniendo al
organismo en niveles adecuados de temperatura.
- Elevado calor de vaporización. Calor necesario que debe aplicarse para que una
sustancia pase de líquido a gaseoso. Para ello, hay que aplicar más calor ya que
debemos romper todos los enlaces de hidrógeno; con esto realiza una función de
termorregulación refrigerante que permite disminuir la temperatura corporal
mediante la sudoración.
- Elevada fuerza de adhesión-cohesión y elevada tensión superficial. La molécula de
agua está cohesionada gracias a la atracción que ejercen los enlaces de hidrógeno y
opone resistencia a romperse. Por ello, tiene función estructural (proporcionando
volúmen celular y turgencia en plantas), de desplazamiento de organismos a través
del agua y de capilaridad “efecto retorno” (ascenso del agua por los vasos
conductores).
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- Baja densidad en estado sólido. Alcanza su máxima densidad a los 4ºC haciendo que
el hielo sea menos denso que el agua y por eso, flote. Por ello, tiene función de
supervivencia acuática en las zonas frías.
Resumen
Propiedades físico-químicas Funciones biológicas
Elevada constante dieléctrica Transporte, disolvente y bioquímica.
Elevado calor específico Termorregulación (tapón térmico).
Elevado calor de vaporización Termorregulación (refrigerante).
Elevada fuerza de adhesión-cohesión y Estructural, desplazamiento y capilaridad.
elevada tensión superficial
Baja densidad en estado sólido Supervivencia acuática en zonas frías.
3. Biomoléculas inorgánicas II. Sales minerales
- Forma sólida. Insoluble en agua y tiene función estructural, esquelética, protectora y
de sostén. Destaca el carbonato de calcio (caparazones y conchas) y el fosfato de
calcio (estructura mineral ósea).
- Disolución acuosa. Soluble en agua que se encuentra disociadas en cationes + y en
aniones -.
Funciones:
· Como existe un grado de salinidad cte en el organismo, intervienen en la
regulación de la presión osmótica, el volumen celular (turgencia) y el mantenimiento de
grado de hidratación.
· Estabilizar dispersiones coloidales (mezcla de sólido y líquido).
· Aumenta la energía y esto permite procesos celulares relacionados con la
membrana (potenciales de membrana).
· Regulan la actividad enzimática porque actúan como cofactores enzimáticos.
· Regulación del pH mediante disoluciones amortiguadoras o tampón
formados entre un ácido o base débil y un conjugado en forma de sal. Permite que las
reacciones metabólicas se realicen con normalidad ya que si el pH no se mantiene cte ocurre
la desnaturalización proteica.
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4. Ósmosis
La ósmosis es el proceso por el cual el disolvente (agua) pasa de disolución diluida
(hipotónica) a más concentrada (hipertónica) buscando igualar las concentraciones de
disolución.
Las disoluciones están separadas por una membrana semipermeable que deja pasar el
disolvente pero no el soluto.
· Cuando el medio externo de una célula tiene mayor concentración de solutos que el medio
interno (medio hipertónico), disminuye el volumen de la célula porque sale agua de la célula
hasta el medio externo provocando la muerte celular por deshidratación.
En células vegetales y bacterias, gracias a una pared celular rígida, parte de la membrana
queda adherida a esta pared, esto se denomina plasmólisis (pierde soluto).
· Cuando el medio externo de una célula tiene menor concentración de solutos que el medio
interno (medio hipotónico), aumenta el volumen de la célula porque entra agua a la célula
desde el medio externo provocando la muerte celular por exceso de agua.
En vegetales y bacterias, esto se denomina turgencia y la pared celular impide que la célula
estalle. En células animales, cuando este estalla se denomina lisis celular.
· Cuando el medio es isotónico, no cambia el volumen celular, ya que está equilibrado.
Ej: La ósmosis es utilizada en la industria alimentaria cómo técnica de conservación ya que,
los procesos de salazón o el secado, crean unas condiciones donde provocan la muerte de los
microorganismos.
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-BLOQUE I: BIOMOLÉCULAS-
TEMA 1 - Agua y sales minerales
1. Bioelementos y biomoléculas
- Bioelementos. Elementos químicos que forman parte de la materia viva. Según su
abundancia:
Primarios - Grandes cantidades. Ej: C, H, O, N, P, S.
- 96 - 98% del peso de un
organismo.
- Formación de biomoléculas.
Secundarios - Pequeñas cantidades. Ej: Na, K, Ca, Mg, Cl.
- 2 - 4% del peso de un
organismo.
Oligoelementos - Cantidad inferior al 0,1% Ej: Mn, Fe, Co, Cu, Zn, I, Si.
(elementos traza) o inferior al
0,001% (elementos
ultratraza)
- Función catalizadora.
- Biomoléculas. Moléculas que forman parte de los seres vivos y resultan de la unión,
mediante enlaces químicos, de los bioelementos.
Inorgánico Agua y sales minerales.
Orgánico Glúcidos, lípidos, proteínas y ácidos
nucleicos.
importancia biológica del carbono
Construcción de cadenas largas con enlaces covalentes que se unen a otros elementos para la
formación de grupos funcionales. Forma estructuras estables por su capacidad de unión
hasta con 4 enlaces covalentes.
grupos funcionales
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2. Biomoléculas inorgánicas I. Agua
Los organismos pueden incorporar agua directamente del medio (agua exógena) o a partir de
reacciones metabólicas que ocurren en el organismo (agua metabólica).
· Estructura
La molécula de agua es un dipolo eléctrico formado por dos átomos de hidrógeno unidos a
un átomo de oxígeno mediante enlaces covalentes que forman un ángulo de 104,5º.
Como el átomo de oxígeno es más electronegativo, éste atrae con mayor fuerza a los
electrones que comparte en el enlace covalente creando a su alrededor una zona de mayor
densidad de carga negativa (δ-) y una zona de mayor densidad de carga positiva (δ+)
alrededor de los átomos de hidrógeno.
Esto hace que las moléculas de agua se atraigan entre sí mediante atracción electrostática
denominada puentes o enlaces de hidrógeno.
· Propiedades físico-químicas y funciones biológicas
- Elevada constante dieléctrica. Gran disolvente “disolvente universal” para moléculas
ionizables “se pueden separar” (sales minerales) por su carácter polar (soluble en
agua) y su elevada constante dieléctrica. Estos compuestos quedan rodeados por
moléculas de agua debido a la solvatación.
- Elevado calor específico. Calor necesario que se debe aplicar para elevar la
temperatura 1ºC de una sustancia. Para ello, hace falta mucha energía ya que parte de
ella se va a necesitar para romper los enlaces de hidrógeno. Por eso, el agua puede
absorber calor aunque la temperatura aumente poco, esto permite la función de
termorregulación (sudoración) al actuar como tapón térmico manteniendo al
organismo en niveles adecuados de temperatura.
- Elevado calor de vaporización. Calor necesario que debe aplicarse para que una
sustancia pase de líquido a gaseoso. Para ello, hay que aplicar más calor ya que
debemos romper todos los enlaces de hidrógeno; con esto realiza una función de
termorregulación refrigerante que permite disminuir la temperatura corporal
mediante la sudoración.
- Elevada fuerza de adhesión-cohesión y elevada tensión superficial. La molécula de
agua está cohesionada gracias a la atracción que ejercen los enlaces de hidrógeno y
opone resistencia a romperse. Por ello, tiene función estructural (proporcionando
volúmen celular y turgencia en plantas), de desplazamiento de organismos a través
del agua y de capilaridad “efecto retorno” (ascenso del agua por los vasos
conductores).
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- Baja densidad en estado sólido. Alcanza su máxima densidad a los 4ºC haciendo que
el hielo sea menos denso que el agua y por eso, flote. Por ello, tiene función de
supervivencia acuática en las zonas frías.
Resumen
Propiedades físico-químicas Funciones biológicas
Elevada constante dieléctrica Transporte, disolvente y bioquímica.
Elevado calor específico Termorregulación (tapón térmico).
Elevado calor de vaporización Termorregulación (refrigerante).
Elevada fuerza de adhesión-cohesión y Estructural, desplazamiento y capilaridad.
elevada tensión superficial
Baja densidad en estado sólido Supervivencia acuática en zonas frías.
3. Biomoléculas inorgánicas II. Sales minerales
- Forma sólida. Insoluble en agua y tiene función estructural, esquelética, protectora y
de sostén. Destaca el carbonato de calcio (caparazones y conchas) y el fosfato de
calcio (estructura mineral ósea).
- Disolución acuosa. Soluble en agua que se encuentra disociadas en cationes + y en
aniones -.
Funciones:
· Como existe un grado de salinidad cte en el organismo, intervienen en la
regulación de la presión osmótica, el volumen celular (turgencia) y el mantenimiento de
grado de hidratación.
· Estabilizar dispersiones coloidales (mezcla de sólido y líquido).
· Aumenta la energía y esto permite procesos celulares relacionados con la
membrana (potenciales de membrana).
· Regulan la actividad enzimática porque actúan como cofactores enzimáticos.
· Regulación del pH mediante disoluciones amortiguadoras o tampón
formados entre un ácido o base débil y un conjugado en forma de sal. Permite que las
reacciones metabólicas se realicen con normalidad ya que si el pH no se mantiene cte ocurre
la desnaturalización proteica.
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4. Ósmosis
La ósmosis es el proceso por el cual el disolvente (agua) pasa de disolución diluida
(hipotónica) a más concentrada (hipertónica) buscando igualar las concentraciones de
disolución.
Las disoluciones están separadas por una membrana semipermeable que deja pasar el
disolvente pero no el soluto.
· Cuando el medio externo de una célula tiene mayor concentración de solutos que el medio
interno (medio hipertónico), disminuye el volumen de la célula porque sale agua de la célula
hasta el medio externo provocando la muerte celular por deshidratación.
En células vegetales y bacterias, gracias a una pared celular rígida, parte de la membrana
queda adherida a esta pared, esto se denomina plasmólisis (pierde soluto).
· Cuando el medio externo de una célula tiene menor concentración de solutos que el medio
interno (medio hipotónico), aumenta el volumen de la célula porque entra agua a la célula
desde el medio externo provocando la muerte celular por exceso de agua.
En vegetales y bacterias, esto se denomina turgencia y la pared celular impide que la célula
estalle. En células animales, cuando este estalla se denomina lisis celular.
· Cuando el medio es isotónico, no cambia el volumen celular, ya que está equilibrado.
Ej: La ósmosis es utilizada en la industria alimentaria cómo técnica de conservación ya que,
los procesos de salazón o el secado, crean unas condiciones donde provocan la muerte de los
microorganismos.
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