Composición de la materia viva

Marta Gutiérrez del Campo

Bioelementos y BiomoléculasSon aquellos elementos del sistema periódico que forman parte de la materia viva.

BIOELEMENTOS PRIMARIOS.

C, H, O, N, P, S

Que constituyen el 96% de la materia viva. El hecho de que el C, H, O, N, P, S, sean los bioelementos primarios que se pueden unir entre si mediante enlaces covalentes estables. Pero susceptibles de romperse con relativa facilidad, para dar lugar a otras moléculas.

BIOELEMENTOS SECUNDARIOS Y OLIGOELEMENTOS

Se encuentran en baja proporción, algunos son indispensables porque están en todos los seres vivos: Ca, K, Na, Mg, Cl, Te, Si, Cu, Mn, B, F, I y otro son variables, porque solo están en algunos seres vivos Bi,

Zn, Al, Li…

Cuando la proporción es menos de 0,1% se les llama oligoelementos: Fe y en algunos seres vivos I, Cu, Co, F, Si y Li

http://www.lenntech.com/periodic-chart.htm?gclid=CPD7oseCjJYCFQyD1QodgxgDEQ

Agua

BiomoléculasInorgánicas Agua, sales minerales y algunos gases como CO2, O2,… Orgánicas Glúcidos, lípidos, proteínas y ácidos nucleídos.

Estructural (proteínas, sales minerales…) Energética (grasa) biocatalizadores (proteínas).

Estructura: Enlace de hidrógeno

Funciones

1. Sustancia más abundante de la materia terrestre2. En el hombre 63% de su peso3. No todos los tejidos contienen la misma cantidad 4. En los seres vivos se encuentra como agua circulante, en sangre, savia,… como agua de

inhibición rellenando el tejido intersticial. O como agua combinada formada parte de las reacciones químicas

Agua

a. Líquido a temperatura ambienteb. Es un dipoloc. Cargas desiduales favorecen la formación

del puentes de hidrogeno con otras moléculas,

d. Estas moléculas quedan cargadas, el oxigeno electronegativo negativamente y el hidrogeno positivamente

e. En el agua estos puentes unos 3, 4,…, 8 unidades por lo que el agua es liquida y no gaseosa.

f. Estos puentes son transitivos

Agua

Funciones

1. DisolventeSe debe a la formación de puentes de hidrogeno con otras

sustancias polares, con grupos –OH, -NH2, -COOH.

En las sustancias iónicas como el cloruro sódico los iones son fuertemente atraídos por los dipolos de agua.

En el caso de las grasas y ácidos grasos que son sustancias antipáticas, al disolverse en agua, forman macrocapas, bicapas o micelas.

http://www.edumedia-share.com/media.php?id=416

1. Medio donde transcurren la mayoría de las reacciones del metabolismo.

2. Aporte de nutrientes y eliminación de sustancias de deshecho se realiza a través de sistemas de transporte acuoso

2. Termorreguladora

Debido a su elevado calor especifico y a su alto calor de vaporización, el agua es bien amortiguador de los cambios bruscos de temperatura.

http://www.uam.es/departamentos/ciencias/qorg/docencia_red/ada/frameset.htm

Agua

i. El calor específico: es la cantidad de calor que hay que aplicar a un gramo de agua para que eleve su temperatura en 1ºC y es de una caloría por gramo y por grado centígrado,

ii. El calor de fisión también es elevado 80 calorías por gramo y evita la congelación de los seres vivos, además el agua sólida es menos densa que el agua liquida por lo que el hielo flota y permite la vida en zonas con temperaturas muy frías.

iii. El calor de vaporización es el calor o cantidad de calor que hay que suministrar a un grado de agua a 100ºC para que pese de estado liquido a gaseoso, y es de 540 cal/g esto permite a los seres vivos a disminuir la temperatura corporal por medio de la evaporización y la transpiración

Agua

3. Transporte

El agua es un buen vehículo de transporte de sustancias debido a su capacidad disolvente y a sus elevadas fuerzas de adhesión y de cohesión entre sus moléculas.

i. Las fuerzas de cohesión son debidas a los puentes de hidrogeno entre sus moléculas, que están fuertemente unidas formando una estructura compacta.

ii. Las fuerzas de adhesión también son debidos a los puentes de hidrogeno que se establecen entre el agua y otras sustancias polares y junto con la cohesión es responsable de la capilaridad, a esto se debe la ascensión de la savia bruta.

iii. También podemos observar que el agua tiene elevada tensión superficial. El agua tiene máxima tensión superficial de entre los líquidos salvo alguna excepción como el mercurio.

Agua

4. Reacciones de hidrólisis

Tiene lugar mediante la Incorporación de los radicales –OH y –H procedentes de las moléculas de agua.

En las sustancias iónicas como el cloruro sódico los iones son fuertemente atraídos por los dipolos de agua.

Las enzimas hidrolíticas han explotado la capacidad del agua para romper determinados enlaces y degradan los compuestos orgánicos en otros más simples durante los procesos digestivos.

C12O22O11 + H2O 2 C6H12O6

Sales minerales

1. Precipitados formando estructuras sólidas con función esquelética:

a. carbonato cálcico: moluscos.b. sílice: diatomeas.

2. Disueltos en forma de iones mas abundantes:

a. cationes Na+, Ca2+, K+, Mg2+.b. aniones o iones Cl-, SO4

2-, PO43-, Co3

2-, HCO3-,

NO3-.

3. También asociados a sustancias orgánicas:

a. a proteínas fosfoproteínab. a lípidos fosfolipidos….

http://www.um.es/molecula/sales07.htm

1. Forman estructuras esqueléticas.

2. Estabilizan disoluciones coloidales: soluto con elevado peso molecular.

3. Mantener el grado de salinidad en el medio interno.

4. Constituir asociaciones amortiguadores: regular el pH.

5. Acciones específicas.

Sales minerales

Funciones

1. Regulación de pH

Dos moléculas de agua se pueden ionizar.2H2O H3O+ + OH-

El agua no es un líquido químicamente puro solución iónica: H3O+ y OH-

En el agua pura a 25ºC el producto uno es:

Kw = [H3O+]·[OH–]=10–14

log Kw = log [H3O+] + log [OH–] –14 = log [H3O+] + log [OH–] 14 = –log [H3O+] – log [OH–]

pH + pOH = 14  

pH = log 1/[ H+] = - log [ H+]

Como el agua pura es químicamente neutral la concentración de [ H+] es igual a la concentración de [OH-]

Sales minerales

2. Osmosis y presión osmótica

Osmosis

Paso de disolvente a través de una membrana semipermeable

Se hace en contra de un gradiente de disolución

menos concentrada

más diluidamás concentrada

Sales minerales

2. Osmosis y presión osmótica

Presión osmótica

Presión necesaria para detener el flujo de agua a través de la membrana

semipermeable. A mayor concentración mayor presión osmótica.

1. Hipertónicas cuando la presión osmótica es mas alta que el de la otra.

2. Hipotónicas cuando la presión osmótica es menos alta que el de la otra.

El agua pasara de la hipotónica a la hipertónica.

3. Isotónica cuando las dos tiene la mima presión osmótica.

Sales minerales2. Osmosis y presión osmótica

Osmorregulación

Forma activa de regular la presión osmótica del medio interno del cuerpo para mantener la homeostasis de los líquidos del cuerpo.

1. Peces de agua dulce viven en un medio hipotónico, el agua tiende a entrar en su cuerpo por ósmosis y a través de las branquias. Por ello, tienen que eliminar el exceso de agua, con lo que la orina está muy diluida y es abundante.

2. Peces de agua salada viven es hipertónico.

1. Los peces óseos (teleósteos) ingieren gran cantidad de agua salada por la boca y reabsorbiéndola casi toda en sus riñones, con lo que la cantidad de orina excretada es muy pequeña y concentrada.

2. Los peces cartilaginosos (elasmobranquios), han transformado su medio interno en ligeramente hipertónico (prácticamente isotónico) respecto al agua del mar, para lo cual acumulan una alta concentración de urea que sería tóxica para otros animales. No ingieren agua, penetra por ósmosis y segregan una orina hipotónica y abundante, la sal se excreta por una glándula situada en la región posterior del intestino.

http://recursos.cnice.mec.es/biosfera/alumno/2bachillerato/biomol/invesosmos.htm

Carácter coloidal de la materia viva

1. Disoluciones verdaderas

Moléculas dispersas en un disolvente tienen diámetros inferiores a 10-7 cm.

2. Dispersiones coloidales o simplemente coloides

Cuando los diámetros de las partículas son superiores y oscilan entre 10-7 y 2 x10-5 cm, se forman unas mezclas heterogéneas.

Hidrófilos cuando contienen moléculas polares que son atraídas por las moléculas de agua.

Hidrófobos cuando contienen moléculas no polares.

Sol. Un coloide tiene aspecto líquido, las moléculas de soluto que constituyen la fase dispersa se encuentran en menor cantidad que las de la fase dispersante líquida

Gel. Un coloide en forma de gel tiene aspecto semisólido y gelatinoso

En las células, los estados de sol y gel se alternan según las variaciones de concentración de las partículas coloidales y los lugares en los que se encuentran

http://medicina.usac.edu.gt/quimica/coloides/Coloides_1.htm

Bioelementos

I, Fe, Li,...

Ca, Na, K,...

C, H, O, N, P,S

Oligoelementos

Secundarios

Primarios

SeClasifican

son

son

son

Biomoléculas

forman

Simples Compuestas

Oxígenomolecular

Nitrógenomolecular

LípidosGlúcidosS.mineralesAgua

OrgánicasInorgánicas

A. NucleicosProteínas

Puedenser

como

como

Seclasifican

como

Propiedadesfísico- qcas

Funcionesbiológicas

Alta ctedieléctrica

Alto calorvaporización

Alto calorespecífico

Alta Fuerrza decohesión

Disolvente

Bioquímica

Transporte

Presenta

comocomo

Seencuentran

Disueltas

Precipitadas

Na+, Cl-

CaCO3como

como