El agua apuntes - Biología Básica -...
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EL AGUA Y SALES ÍNDICE 1. Estructura 2. Propiedades del agua 3. Funciones del agua en los seres vivos 4. El agua y su relación con las sales minerales • Regulación del pH • Regulación osmótica • Función de los principales iones disueltos • Coloides y dispersiones. Estados de sol y gel. Diálisis 5. Sales minerales precipitadas 1. ESTRUCTURA DEL AGUA La biomolécula más abundante que existe en los seres vivos es el agua con una proporción en peso del 70 % con respecto al resto. La vida se originó en un medio acuoso y a oesar de exisitir seres vivos terrestres, sus células siguen siendo medios acuosos. El agua tiene de fórmula química H2O lo que significa que los dos electrones desapareados del oxígeno (1s 2 2s 2 2p 4 ) enlazan con cada uno de los hidrógenos. @profesorjano WIX PROFESOR JANO PÁGINA 1 DE 9 EL AGUA para #janoclase13 de @profesorjano WIX Profesor Jano @profesorjano
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EL AGUA Y SALESIacuteNDICE
1 Estructura
2 Propiedades del agua
3 Funciones del agua en los seres vivos
4 El agua y su relacioacuten con las sales minerales
bull Regulacioacuten del pH
bull Regulacioacuten osmoacutetica
bull Funcioacuten de los principales iones disueltos
bull Coloides y dispersiones Estados de sol y gel Diaacutelisis
5 Sales minerales precipitadas
1 ESTRUCTURA DEL AGUA La biomoleacutecula maacutes abundante que existe en los seres vivos es el agua con una proporcioacuten en peso del 70 con respecto al resto La vida se originoacute en un medio acuoso y a oesar de exisitir seres vivos terrestres sus ceacutelulas siguen siendo medios acuosos
El agua tiene de foacutermula quiacutemica H2O lo que significa que los dos electrones desapareados del oxiacutegeno (1s2 2s2 2p4) enlazan con cada uno de los hidroacutegenos
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El oxiacutegeno es un elemento mucho maacutes electronegativo que el hidroacutegeno Por este motivo los electrones compartidos en los enlaces covalentes estaacuten maacutes proacuteximos al oxiacutegeno generando una regioacuten de densidad de carga negativa en esa zona mientras que en las regiones ocupadas por el hidroacutegeno la densidad de carga seraacute positivaEsat asimetriacutea de carga en una moleacutecula con una regioacuten de positiva y otra negativa aunque la carga neta sea cero es una propiedad que recibe el nombre de polaridadLos puentes de hidroacutegeno son enlace intermoleculares que unen un aacutetomo de hidroacutegeno unido a un elemento muy electronegativo con ese aacutetomo electronegativo de otra moleacutecula Este enlace es una fuerza de atraccioacuten electrostaacutetica entre el hidroacutegeno positivo y en el caso del agua y el oxiacutegeno negativo de otra moleacutecula Tambieacuten se pueden encontrar en el amoniaco (NH2) y diversas funciones orgaacutencias como grupos alcohol aacutecido o aminoUna moleacutecula de agua puede llegar a formar puentes de hidroacutegeno hasta con otras cuatro moleacuteculas de agua
2 PROPIEDADES DEL AGUA
Las propiedades del agua se derivan de su polaridad y de la capacidad de producir puentes de hidroacutegenoEstas propiedades son- El agua posee un elevado calor especiacutefico y calor latente de
vaporizacioacuten (cantidades de calor para que una unidad de masa de agua eleve su temperatura un grado o bien cambie de liacutequido a vapor) Gracias a esta propiedad derivada de la presencia de puentes de hidroacutegeno el agua se mantiene en estado liacutequido entre 0 y 100 C
- Es un buen disolvente de sustancias polares llamadas tambieacuten hidroacutefilas por este motivo La disolucioacuten consiste en que las
moleacuteculas de agua rodean a las moleacuteculas de la sustancia que se estaacute disolviendo separando unas de otras-El agua alcanza su maacuteximo de densidad a 4oC razoacuten por la cual el hielo flota sobre el agua-Tiene una elevada tensioacuten superficial Esta magnitud fiacutesica mide la dificultad para estirar o romper la superficie de un liacutequido-Presenta fuerzas de adhsesioacuten (las moleacuteculas de agua se adhieren a superficies ldquomojardquo) y cohesioacuten (las moleacuteculas de agua estaacuten unidad unas a otra) altas
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Video sobre disolucioacutende una sal
3 FUNCIONES BIOLOacuteGICAS DEL AGUA
Gracias sus propiedades el agua desempentildea funciones vitales en los seres vivos las maacutes destacables son
- Termorregulacioacuten debido su elevado calor latente de vaporizacioacuten y especiacutefico El agua es capaz de absorber muchos julios sin variar demasiado su temperatura y tambieacuten absorbe mucho calor al pasar de liacutequido a vapor refrigerando asiacute la superficie de la que toma ese calor Este es el sentido bioloacutegico del sudor de mucho mamiacutefero o de la saliva en otros animales como el perro o el cocodrilo
- Medio de realizacioacuten de las reacciones bioquiacutemicas Gracias a que es un buen disolvente de sustancias polares e iones el agua ofrece un medio en el cual se lleven a cabo las reacciones bioquiacutemicas de la actividad celular Ademaacutes su interaccioacuten con moleacuteculas hidrofoacutebicas como los fosfoliacutepidos permite la creacioacuten de compartimentos en los que las reacciones quiacutemicas son maacutes eficientes
- Permite la vida en lugares con temperaturas inferiores a los 0oC Cuando el agua se congela en vez de hundirse queda en la superficie aislando el agua que queda por debajo de las temperaturas bajo cero del medio exterior impidendo asiacute que se congele en su totalidad Gracias a esto puede haber agua en las regiones aacuterticas y antaacuterticas y en zonas altas
- En relacioacuten con las sales minerales disueltas permite la homeostasis es decir la constancia de paraacutemetros vitales de modo que sean compatibles con la vida como el pH y la presioacuten osmoacutetica (la termorregulacioacuten tambieacuten es otra funcioacuten del agua en relacioacuten con la homeostasis)
- Capilaridad es una consecuencia de las elevadas fuerzas de cohesioacuten de las moleacuteculas de agua Es un fenoacutemeno gracias al cual las moleacuteculas de agua ascienden espontaacuteneamente por tubos muy estrechos Esta caracteriacutestica contribuye al ascenso de la savia bruta por los estrechos vasos del xilema en las plantas
- Algunos animales como el zapatero (Gerris lacustris) pueden desplazarse sobre el agua gracias a su elevada tensioacuten superficial
- Interviene en muchas reacciones como reactivo y como producto como por ejemplo en las reacciones de hidroacutelisis
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El alcohol etiacutelico tiene un calor especiacutefico de 0rsquo6 calgoC es decir soacutelo se requieren 0rsquo6 caloriacuteas para elevar 1oC la temperatura de 1 gramos de etanol El valor de Ce del agua es 1
Documento distincioacuten moleacuteculas polares y apolares
Material multimedia sobre el agua
Agua propiedaes yfunciones
Existen muchas moleacuteculas que a pesar de ser hidroacutefilas no se disuelven en agua debido a su elevado peso molecular como es el caso por ejemplo de las fibras de celulosa Estas macromoleacuteculas quedan en suspensioacuten estable en el medio acuoso generando lo que se llama coloides
4 EL AGUA Y SU RELACIOacuteN CON LAS SALES MINERALES
Las sales minerales constituyen el otro grupo de biomoleacuteculas inorgaacutenicaslas sales solubles y otros electrolitos generan espontaacuteneamente iones tras su disolucioacuten que desempentildean funciones vitales en los seres vivos tal y como se veraacute maacutes adelante
El ph y la acidezEl agua tiene un pequentildeiacutesimo grado de ionizacioacuten que consiste en que parte de las moleacuteculas de H2O han cedido un protoacuten (H+) a otra moleacutecula de agua quedando ellas como OH- y las que han recibido el protoacuten como H3O+
La acidez de un medio viene dada por la [H3O+] de modo que cuanto mayor sea esta concentracioacuten mayor seraacute su acidez En el caso del agua destilada [H3O+] es 10-7 La acidez se mide mediante una magnitud llamada pH que es pH = - Log [H3O+]
Para el agua el pH = - Log 10-7 = 7 que es considerado un pH neutro Para valores mayores de [H3O+] (exponentes -6 -5 ) el pH seraacute menor que siete y el medio es aacutecido y para valores menores de [H3O+] que 10-7 (exponentes -8-9) el medio seraacute baacutesico
Las sustancias disueltas en agua alteran el pH que debe mantenerse en unos maacutergenes muy estrechos y cercano a 7 para que sea compatible con la via Por ejemplo una pequentildea variacioacuten puede alterar draacutesticamente la actividad de las proteiacutenas Por este motivo la constancia del pH es fundamental para los seres vivos
Las ceacutelulas y los organismos mantienen un pH citosoacutelico especiacutefico y constante gracias a unas sales disueltas que forman disoluciones que son capaces de amortiguar estas variaciones Estas disoluciones estaacuten formadas por mezclas de aacutecidos deacutebiles y sus bases conjugadas (se veraacute en el tema de aacutecidos y bases de quiacutemica) Estas disoluciones se denominan amortiguadoras tampones o buffers
Los tampones bioloacutegicos maacutes importantes en el ser humano son el sistema fosfato y bicarbonato
Sistema tampoacuten fosfatoActuacutea en el citoplasma de las ceacutelulas (medio intracelular) y su capacidad de amortiguacioacuten de pH estaacute en un intervalo entre 5rsquo9 y
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7rsquo9 lo que cubre con creces las necesidades de los sistemas bioloacutegicos cuyo pH debe oscilar entre 6rsquo9 y 7rsquo4El tampoacuten fosfato forma el siguiente equilibrio
H2PO4- + H2O lt---gt H3O+ + HPO4
2-
Cuando el pH disminuye (la acidez aumenta y la [H3O+] tambieacuten) se consumen los H3O+]reaccionando con el HPO4
2- De este modo se contrarresta el aumento de [H3O+] Si el pH aumenta se disocia maacutes H2PO4
- produciendo maacutes H3O+ que neutralizaraacute la subida del pH
Sistema bicarbonatoEs el sistema de tamponamiento del pH que se encuentra en el plasma sanguiacuteneo En este caso el equilibrio se produce entre el aacutecido carboacutenico (trioxocarbonato (IV) de hidroacutegeno) dador de protones y el ion bicarbonato [hidroacutegenotrioxocarbonato (IV)] aceptor de protones
H2CO3 + H2O lt---gt H3O+ + HCO3-
En realidad el H2CO3 que hay en el plasma sanguiacuteneo se forma a partir del CO2 disuelto lo que hace al sistema quiacutemico maacutes complejo (CO2 + H2O lt---gt H2CO3) ya que en realidad intervienen dos equilibriosEl pH de la sangre tiene habitualmente un valor de 7rsquo4 En algunas situaciones patoloacutegicas como la diabetes grave no controlada se produce una sobredosis de aacutecidos metaboacutelicos que hace que el pH de la sangre pueda bajar a 6rsquo8 a pesar del sistema de tamponamiento
La homeostasis del pH es un factor fundamental para el mantenimiento de la vida Por eso aquellos impactos contaminantes que alteran el pH como la lluvia aacutecida son tan graves para el medio ambiente
La regulacioacuten osmoacuteticaLa oacutesmosis es un movimiento de agua (disolvente) desde una disolucioacuten de concentracioacuten menor (hipotoacutenica) a otra de concentracioacuten mayor (hipertoacutenica) cuando ambas estaacuten separadas por una membrana semipermeable El agua se mueve gracias a diferencia de presioacuten osmoacutetica que hay entre una disolucioacuten concentrada (mayor) que atrae al disolvente desde una disolucioacuten maacutes diluida (menor presioacuten osmoacutetica) La presioacuten osmoacutetica es directamente proporcional a la concentracioacuten de la disolucioacuten
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(Una persona no puede vivir maacutes de unos minutos si su pH sanguiacuteneo supera el valor de 7rsquo6 o disminuye por debajo de 7)
Cuando se introduce una ceacutelula en un medio hipotoacutenico entraraacute agua a su interior y la ceacutelula reviente Por el contrario si se introduce en un medio hipertoacutenico la ceacutelula perderaacute agua y se arrugaraacute y deshidrataraacute Es evidente que estas situaciones no son compatibles con la vida por lo que la homeostasis de la presioacuten osmoacutetica la osmorregulacioacuten es otro factor vital para el mantenimiento de la vida
A lo largo de la evolucioacuten los seres vivos han desarrollado diversas estrategias para evitar cataacutestrofes osmoacuteticas Las ceacutelulas vegetales
las moneras hongo y muchos protoctistas han desarrollado una pared celular riacutegida y no expandible con resistencia suficiente para resistir la presioacuten osmoacutetica y evitar que la ceacutelula explote al encontrarse en medios hipotoacutenicos Por la tanto la ceacutelula soacutelo se hincha estado que se denomina turgencia Gracias a la turgencia las plantas pueden conseguir rigidez mecaacutenica
Cuando una ceacutelula vegetal se introduce en un medio hipertoacutenico por ejemplo agua de mar pierden agua y la membrana celular que estaba pegada a la apred celular se contrae pero algunos fragmentos quedan adheridos a la pared celular rompieacutendose la ceacutelulaPor el contrario las ceacutelulas animales en un medio hipotoacutenico explotan irremisiblemente al no tener pared celular fenoacutemeno que recibe el nombre de plasmolisis (hemolisis en el caso de ceacutelulas sanguiacuteneas) La uacutenica solucioacuten posible para las ceacutelulas animales es mantener isotoacutenicos los medios intracelulares y extracelulares mediante diversos sistemas
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(Cuando dos disoluciones tienen igual concentracioacuten se dice que son isotoacutenicas)
Animacioacuten 1oacutesmosis
Animacioacuten 2oacutesmosis
- A nivel celular mediante sistemas de bombeos de iones que igualen las concentraciones de los dos medios asiacute como la regulacioacuten de la concentracioacuten de determinadas proteinas como albuacuteminas que tambieacuten contribuyen a regular las concentraciones de soluto con su mayor o menor presencia
- A nivel orgaacutenico los animales desarrollan sistemas para controlar la cantidad de agua que permanece en el organismo y tambieacuten la cantidad de sales Estos sistemas son los sistemas excretores que generan orina junto con glaacutendulas que tienen algunas especies y que son capaces de secretar sales
En un medio hipertoacutenico las ceacutelulas animales se arrugan y deshidatan
Los azuacutecares se almacenan en forma de polisacaacuteridos porque generan presiones osmoacuteticas compatibles con valores vitales Por ejemplo 1 gramo un polisacaacuterido tiene el mismo efecto osmoacutetico que un miligramo de glucosas sueltas
Funcioacuten los principales iones y sales disueltas
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Mineral Localizacioacuten funcioacuten Otras caracteriacutesticas
Fe
HIERRO
Mioglobina - Hemoglobina
Almacenamiento y transporte oxiacutegeno
Se encuentra en carnes viacutesceras (hiacutegado) pescados aves y en algunas legumbres y verduaras En el organismo existen entre 3 y 5 gramos de hierro el 60 en la hemoglobina y el 40 en la ferritina y hemosiderina proteiacutenas que lo almacenan en el hiacutegado
Cu
COBRE
Interviene en la siacutentesis de la hemoglobina
Abundante en mariscos (ostras) viacutesceras y frutos y legumbres secas El 90 estaacute ubicado en muacutesculos huesos e hiacutegado Cu2+
F
FLUacuteOR
Se encuentra en dientes huesos plasma piel y tiroides Proporciona resistencia a la caries dental y en cantidades moderadas mejora la
osteoporosis
Se localiza en el agua fluorada alimentos marinos y teacute No se debe consumir maacutes de 4 miligramos al diacutea
Su metabolismo es modificado negativamente por la toma prolongada de corticoides y tranquilizantes Su ion es F-
Co
COBALTO
Forma parte de la Vitamina B12 que interviene en la
hematopoyeacutesis
Es abundante en oacuterganos y muacutesculos de animales Se encuentra fundamentalmente almacenada en el hiacutegado La carencia de vitamina B12 produce la anemia perniciosa
Coloides Estados de Sol y Gel DialisisComo ya se ha mencionado anteriormente la difeencia entre una disolucioacuten y una dispersioacuten coloidal (coloide) es el diametro de los solutos Cuando estos solutos son macromoleacuteculas de un diaacutemetro que oscila entre 10-7 y 210-5 cm por ejemplo proteiacutenas polisacaacuteridos o aacutecidos nucleicos forman dispersiones coloidales que
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Mineral Localizacioacuten funcioacuten Otras caracteriacutesticas
Zn
CINC
Se localiza en muacutesculos ojos piel y proacutestata Es cofactor
de maacutes de 100 enzimas
Sus fuentes naturales son las ostras carnes huevos pescados y cereales integrales Interviene en la movilizacioacuten de la vitamina A Su ion es Zn2+
Cr
CROMO
Interviene el metabolismo de carbohidratos y liacutepidos
Tambieacuten es abundante en ostras hiacutegado patatas cereales y levaduras de cerveza La deficiencia de cromo en la dieta puede provocar intolerancia a la glucosa
Mn
MANGANESO
Se encuentra en enzimas hueso e interviene en el
crecimiento y reproduccioacuten
Se encuentra en nueces cereales integrales legumbres teacute y verduras Mn2+
I
IODO
El iodo forma parte de las hormonas tiroideas (tiroxina
- T4 y triyodotironina T3)
Es especialmente abundante en alimentos que proceden del mar (mariscos pescados y algas)
El organismo humano contiene 20 a 25 mg de I encontraacutendose y entre el 70 y 80 se localiza en el tiroides Su ion es I-
Ca
CALCIO
Es abundante en los huesos que es su reservorio para el organismo Interviene en la coagulacioacuten y la contraccioacuten
muscular
Su fuente natural son los productos laacutecteos Forma parte de la sustancia intercelular del tejido oacuteseo Tambieacuten actuacutea como segundo mensajero en el sistema de transduccioacuten de sentildeales Su ion es Ca2+
Na K Cl
Potasio
Sodio
Cloro
Son los iones que intervienen en la generacioacuten del
potencial de membrana e impulso nervioso
La sal comuacuten es la fuente principal de estos iones
Las formas ioacutenicas son Na+ K+ Cl-
Mg
MAGNESIO
Forma parte de la moleacutecula de clorofila
Ademaacutes tambieacuten es un componente fundamental en la sustancia intercelular del tejido oacuteseo
El ion es Mg2+
se caracteerizan porque las partiacuteculas quedan en suspensioacuten Estas partiacuteculas en suspensioacuten pueden adquirir dos estados fiacutesicos
bull Sol cuando el coloide tiene un aspecto liacutequido y es debido en el que los solutos coloidales no estaacuten en mucha cantidad
bull Gel cuando el coloide tiene un aspecto de gel soacutelido o semisoacutelido En este caso la proporcioacuten de soluto es mucho mayor que la de disolvente Por ejemplo forman geles dispersiones coloidales de colaacutegeno y de pectinas
Las partiacuteculas en suspensioacuten de un coloide pueden sedimentar mediante centrifugacioacuten De hecho este sistema se utiliza para separar distintos componentes de un coloide ya que seguacuten su tamantildeo sedimentan antes o despueacutes seguacuten las rpm (revoluciones por minuto) de la centrifugadora De este modo las sustancias maacutes grandes quedaraacuten en el fondo del precipitado y las maacutes ligeras en la superficie del precipitado
La diaacutelisis es un proceso de separacioacuten de los solutos de un coloide en funcioacuten del tamantildeo Se consigue haciendo pasar la dispersioacuten coloidal por membranas semipermeables con poros de diferentes diaacutemetros
5 LAS SALES MINERALES PRECIPITADAS
Las sales forman piezas duras maacutes o menos riacutegidas que suelen ser el esqueleto externo o interno de muchos organismos Es el caso por ejemplo de los huesos de los vertebrados - compuestos de carbonato de calcio y fosfato de calcio- de las conchas de los moluscos -carbonato de calcio- los otolitos tambieacuten formados por carbonato de calcio o de las cubiertas de las diatomeas contituidas por sales de siacutelice
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El oxiacutegeno es un elemento mucho maacutes electronegativo que el hidroacutegeno Por este motivo los electrones compartidos en los enlaces covalentes estaacuten maacutes proacuteximos al oxiacutegeno generando una regioacuten de densidad de carga negativa en esa zona mientras que en las regiones ocupadas por el hidroacutegeno la densidad de carga seraacute positivaEsat asimetriacutea de carga en una moleacutecula con una regioacuten de positiva y otra negativa aunque la carga neta sea cero es una propiedad que recibe el nombre de polaridadLos puentes de hidroacutegeno son enlace intermoleculares que unen un aacutetomo de hidroacutegeno unido a un elemento muy electronegativo con ese aacutetomo electronegativo de otra moleacutecula Este enlace es una fuerza de atraccioacuten electrostaacutetica entre el hidroacutegeno positivo y en el caso del agua y el oxiacutegeno negativo de otra moleacutecula Tambieacuten se pueden encontrar en el amoniaco (NH2) y diversas funciones orgaacutencias como grupos alcohol aacutecido o aminoUna moleacutecula de agua puede llegar a formar puentes de hidroacutegeno hasta con otras cuatro moleacuteculas de agua
2 PROPIEDADES DEL AGUA
Las propiedades del agua se derivan de su polaridad y de la capacidad de producir puentes de hidroacutegenoEstas propiedades son- El agua posee un elevado calor especiacutefico y calor latente de
vaporizacioacuten (cantidades de calor para que una unidad de masa de agua eleve su temperatura un grado o bien cambie de liacutequido a vapor) Gracias a esta propiedad derivada de la presencia de puentes de hidroacutegeno el agua se mantiene en estado liacutequido entre 0 y 100 C
- Es un buen disolvente de sustancias polares llamadas tambieacuten hidroacutefilas por este motivo La disolucioacuten consiste en que las
moleacuteculas de agua rodean a las moleacuteculas de la sustancia que se estaacute disolviendo separando unas de otras-El agua alcanza su maacuteximo de densidad a 4oC razoacuten por la cual el hielo flota sobre el agua-Tiene una elevada tensioacuten superficial Esta magnitud fiacutesica mide la dificultad para estirar o romper la superficie de un liacutequido-Presenta fuerzas de adhsesioacuten (las moleacuteculas de agua se adhieren a superficies ldquomojardquo) y cohesioacuten (las moleacuteculas de agua estaacuten unidad unas a otra) altas
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3 FUNCIONES BIOLOacuteGICAS DEL AGUA
Gracias sus propiedades el agua desempentildea funciones vitales en los seres vivos las maacutes destacables son
- Termorregulacioacuten debido su elevado calor latente de vaporizacioacuten y especiacutefico El agua es capaz de absorber muchos julios sin variar demasiado su temperatura y tambieacuten absorbe mucho calor al pasar de liacutequido a vapor refrigerando asiacute la superficie de la que toma ese calor Este es el sentido bioloacutegico del sudor de mucho mamiacutefero o de la saliva en otros animales como el perro o el cocodrilo
- Medio de realizacioacuten de las reacciones bioquiacutemicas Gracias a que es un buen disolvente de sustancias polares e iones el agua ofrece un medio en el cual se lleven a cabo las reacciones bioquiacutemicas de la actividad celular Ademaacutes su interaccioacuten con moleacuteculas hidrofoacutebicas como los fosfoliacutepidos permite la creacioacuten de compartimentos en los que las reacciones quiacutemicas son maacutes eficientes
- Permite la vida en lugares con temperaturas inferiores a los 0oC Cuando el agua se congela en vez de hundirse queda en la superficie aislando el agua que queda por debajo de las temperaturas bajo cero del medio exterior impidendo asiacute que se congele en su totalidad Gracias a esto puede haber agua en las regiones aacuterticas y antaacuterticas y en zonas altas
- En relacioacuten con las sales minerales disueltas permite la homeostasis es decir la constancia de paraacutemetros vitales de modo que sean compatibles con la vida como el pH y la presioacuten osmoacutetica (la termorregulacioacuten tambieacuten es otra funcioacuten del agua en relacioacuten con la homeostasis)
- Capilaridad es una consecuencia de las elevadas fuerzas de cohesioacuten de las moleacuteculas de agua Es un fenoacutemeno gracias al cual las moleacuteculas de agua ascienden espontaacuteneamente por tubos muy estrechos Esta caracteriacutestica contribuye al ascenso de la savia bruta por los estrechos vasos del xilema en las plantas
- Algunos animales como el zapatero (Gerris lacustris) pueden desplazarse sobre el agua gracias a su elevada tensioacuten superficial
- Interviene en muchas reacciones como reactivo y como producto como por ejemplo en las reacciones de hidroacutelisis
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El alcohol etiacutelico tiene un calor especiacutefico de 0rsquo6 calgoC es decir soacutelo se requieren 0rsquo6 caloriacuteas para elevar 1oC la temperatura de 1 gramos de etanol El valor de Ce del agua es 1
Documento distincioacuten moleacuteculas polares y apolares
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Agua propiedaes yfunciones
Existen muchas moleacuteculas que a pesar de ser hidroacutefilas no se disuelven en agua debido a su elevado peso molecular como es el caso por ejemplo de las fibras de celulosa Estas macromoleacuteculas quedan en suspensioacuten estable en el medio acuoso generando lo que se llama coloides
4 EL AGUA Y SU RELACIOacuteN CON LAS SALES MINERALES
Las sales minerales constituyen el otro grupo de biomoleacuteculas inorgaacutenicaslas sales solubles y otros electrolitos generan espontaacuteneamente iones tras su disolucioacuten que desempentildean funciones vitales en los seres vivos tal y como se veraacute maacutes adelante
El ph y la acidezEl agua tiene un pequentildeiacutesimo grado de ionizacioacuten que consiste en que parte de las moleacuteculas de H2O han cedido un protoacuten (H+) a otra moleacutecula de agua quedando ellas como OH- y las que han recibido el protoacuten como H3O+
La acidez de un medio viene dada por la [H3O+] de modo que cuanto mayor sea esta concentracioacuten mayor seraacute su acidez En el caso del agua destilada [H3O+] es 10-7 La acidez se mide mediante una magnitud llamada pH que es pH = - Log [H3O+]
Para el agua el pH = - Log 10-7 = 7 que es considerado un pH neutro Para valores mayores de [H3O+] (exponentes -6 -5 ) el pH seraacute menor que siete y el medio es aacutecido y para valores menores de [H3O+] que 10-7 (exponentes -8-9) el medio seraacute baacutesico
Las sustancias disueltas en agua alteran el pH que debe mantenerse en unos maacutergenes muy estrechos y cercano a 7 para que sea compatible con la via Por ejemplo una pequentildea variacioacuten puede alterar draacutesticamente la actividad de las proteiacutenas Por este motivo la constancia del pH es fundamental para los seres vivos
Las ceacutelulas y los organismos mantienen un pH citosoacutelico especiacutefico y constante gracias a unas sales disueltas que forman disoluciones que son capaces de amortiguar estas variaciones Estas disoluciones estaacuten formadas por mezclas de aacutecidos deacutebiles y sus bases conjugadas (se veraacute en el tema de aacutecidos y bases de quiacutemica) Estas disoluciones se denominan amortiguadoras tampones o buffers
Los tampones bioloacutegicos maacutes importantes en el ser humano son el sistema fosfato y bicarbonato
Sistema tampoacuten fosfatoActuacutea en el citoplasma de las ceacutelulas (medio intracelular) y su capacidad de amortiguacioacuten de pH estaacute en un intervalo entre 5rsquo9 y
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7rsquo9 lo que cubre con creces las necesidades de los sistemas bioloacutegicos cuyo pH debe oscilar entre 6rsquo9 y 7rsquo4El tampoacuten fosfato forma el siguiente equilibrio
H2PO4- + H2O lt---gt H3O+ + HPO4
2-
Cuando el pH disminuye (la acidez aumenta y la [H3O+] tambieacuten) se consumen los H3O+]reaccionando con el HPO4
2- De este modo se contrarresta el aumento de [H3O+] Si el pH aumenta se disocia maacutes H2PO4
- produciendo maacutes H3O+ que neutralizaraacute la subida del pH
Sistema bicarbonatoEs el sistema de tamponamiento del pH que se encuentra en el plasma sanguiacuteneo En este caso el equilibrio se produce entre el aacutecido carboacutenico (trioxocarbonato (IV) de hidroacutegeno) dador de protones y el ion bicarbonato [hidroacutegenotrioxocarbonato (IV)] aceptor de protones
H2CO3 + H2O lt---gt H3O+ + HCO3-
En realidad el H2CO3 que hay en el plasma sanguiacuteneo se forma a partir del CO2 disuelto lo que hace al sistema quiacutemico maacutes complejo (CO2 + H2O lt---gt H2CO3) ya que en realidad intervienen dos equilibriosEl pH de la sangre tiene habitualmente un valor de 7rsquo4 En algunas situaciones patoloacutegicas como la diabetes grave no controlada se produce una sobredosis de aacutecidos metaboacutelicos que hace que el pH de la sangre pueda bajar a 6rsquo8 a pesar del sistema de tamponamiento
La homeostasis del pH es un factor fundamental para el mantenimiento de la vida Por eso aquellos impactos contaminantes que alteran el pH como la lluvia aacutecida son tan graves para el medio ambiente
La regulacioacuten osmoacuteticaLa oacutesmosis es un movimiento de agua (disolvente) desde una disolucioacuten de concentracioacuten menor (hipotoacutenica) a otra de concentracioacuten mayor (hipertoacutenica) cuando ambas estaacuten separadas por una membrana semipermeable El agua se mueve gracias a diferencia de presioacuten osmoacutetica que hay entre una disolucioacuten concentrada (mayor) que atrae al disolvente desde una disolucioacuten maacutes diluida (menor presioacuten osmoacutetica) La presioacuten osmoacutetica es directamente proporcional a la concentracioacuten de la disolucioacuten
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(Una persona no puede vivir maacutes de unos minutos si su pH sanguiacuteneo supera el valor de 7rsquo6 o disminuye por debajo de 7)
Cuando se introduce una ceacutelula en un medio hipotoacutenico entraraacute agua a su interior y la ceacutelula reviente Por el contrario si se introduce en un medio hipertoacutenico la ceacutelula perderaacute agua y se arrugaraacute y deshidrataraacute Es evidente que estas situaciones no son compatibles con la vida por lo que la homeostasis de la presioacuten osmoacutetica la osmorregulacioacuten es otro factor vital para el mantenimiento de la vida
A lo largo de la evolucioacuten los seres vivos han desarrollado diversas estrategias para evitar cataacutestrofes osmoacuteticas Las ceacutelulas vegetales
las moneras hongo y muchos protoctistas han desarrollado una pared celular riacutegida y no expandible con resistencia suficiente para resistir la presioacuten osmoacutetica y evitar que la ceacutelula explote al encontrarse en medios hipotoacutenicos Por la tanto la ceacutelula soacutelo se hincha estado que se denomina turgencia Gracias a la turgencia las plantas pueden conseguir rigidez mecaacutenica
Cuando una ceacutelula vegetal se introduce en un medio hipertoacutenico por ejemplo agua de mar pierden agua y la membrana celular que estaba pegada a la apred celular se contrae pero algunos fragmentos quedan adheridos a la pared celular rompieacutendose la ceacutelulaPor el contrario las ceacutelulas animales en un medio hipotoacutenico explotan irremisiblemente al no tener pared celular fenoacutemeno que recibe el nombre de plasmolisis (hemolisis en el caso de ceacutelulas sanguiacuteneas) La uacutenica solucioacuten posible para las ceacutelulas animales es mantener isotoacutenicos los medios intracelulares y extracelulares mediante diversos sistemas
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(Cuando dos disoluciones tienen igual concentracioacuten se dice que son isotoacutenicas)
Animacioacuten 1oacutesmosis
Animacioacuten 2oacutesmosis
- A nivel celular mediante sistemas de bombeos de iones que igualen las concentraciones de los dos medios asiacute como la regulacioacuten de la concentracioacuten de determinadas proteinas como albuacuteminas que tambieacuten contribuyen a regular las concentraciones de soluto con su mayor o menor presencia
- A nivel orgaacutenico los animales desarrollan sistemas para controlar la cantidad de agua que permanece en el organismo y tambieacuten la cantidad de sales Estos sistemas son los sistemas excretores que generan orina junto con glaacutendulas que tienen algunas especies y que son capaces de secretar sales
En un medio hipertoacutenico las ceacutelulas animales se arrugan y deshidatan
Los azuacutecares se almacenan en forma de polisacaacuteridos porque generan presiones osmoacuteticas compatibles con valores vitales Por ejemplo 1 gramo un polisacaacuterido tiene el mismo efecto osmoacutetico que un miligramo de glucosas sueltas
Funcioacuten los principales iones y sales disueltas
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Mineral Localizacioacuten funcioacuten Otras caracteriacutesticas
Fe
HIERRO
Mioglobina - Hemoglobina
Almacenamiento y transporte oxiacutegeno
Se encuentra en carnes viacutesceras (hiacutegado) pescados aves y en algunas legumbres y verduaras En el organismo existen entre 3 y 5 gramos de hierro el 60 en la hemoglobina y el 40 en la ferritina y hemosiderina proteiacutenas que lo almacenan en el hiacutegado
Cu
COBRE
Interviene en la siacutentesis de la hemoglobina
Abundante en mariscos (ostras) viacutesceras y frutos y legumbres secas El 90 estaacute ubicado en muacutesculos huesos e hiacutegado Cu2+
F
FLUacuteOR
Se encuentra en dientes huesos plasma piel y tiroides Proporciona resistencia a la caries dental y en cantidades moderadas mejora la
osteoporosis
Se localiza en el agua fluorada alimentos marinos y teacute No se debe consumir maacutes de 4 miligramos al diacutea
Su metabolismo es modificado negativamente por la toma prolongada de corticoides y tranquilizantes Su ion es F-
Co
COBALTO
Forma parte de la Vitamina B12 que interviene en la
hematopoyeacutesis
Es abundante en oacuterganos y muacutesculos de animales Se encuentra fundamentalmente almacenada en el hiacutegado La carencia de vitamina B12 produce la anemia perniciosa
Coloides Estados de Sol y Gel DialisisComo ya se ha mencionado anteriormente la difeencia entre una disolucioacuten y una dispersioacuten coloidal (coloide) es el diametro de los solutos Cuando estos solutos son macromoleacuteculas de un diaacutemetro que oscila entre 10-7 y 210-5 cm por ejemplo proteiacutenas polisacaacuteridos o aacutecidos nucleicos forman dispersiones coloidales que
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Mineral Localizacioacuten funcioacuten Otras caracteriacutesticas
Zn
CINC
Se localiza en muacutesculos ojos piel y proacutestata Es cofactor
de maacutes de 100 enzimas
Sus fuentes naturales son las ostras carnes huevos pescados y cereales integrales Interviene en la movilizacioacuten de la vitamina A Su ion es Zn2+
Cr
CROMO
Interviene el metabolismo de carbohidratos y liacutepidos
Tambieacuten es abundante en ostras hiacutegado patatas cereales y levaduras de cerveza La deficiencia de cromo en la dieta puede provocar intolerancia a la glucosa
Mn
MANGANESO
Se encuentra en enzimas hueso e interviene en el
crecimiento y reproduccioacuten
Se encuentra en nueces cereales integrales legumbres teacute y verduras Mn2+
I
IODO
El iodo forma parte de las hormonas tiroideas (tiroxina
- T4 y triyodotironina T3)
Es especialmente abundante en alimentos que proceden del mar (mariscos pescados y algas)
El organismo humano contiene 20 a 25 mg de I encontraacutendose y entre el 70 y 80 se localiza en el tiroides Su ion es I-
Ca
CALCIO
Es abundante en los huesos que es su reservorio para el organismo Interviene en la coagulacioacuten y la contraccioacuten
muscular
Su fuente natural son los productos laacutecteos Forma parte de la sustancia intercelular del tejido oacuteseo Tambieacuten actuacutea como segundo mensajero en el sistema de transduccioacuten de sentildeales Su ion es Ca2+
Na K Cl
Potasio
Sodio
Cloro
Son los iones que intervienen en la generacioacuten del
potencial de membrana e impulso nervioso
La sal comuacuten es la fuente principal de estos iones
Las formas ioacutenicas son Na+ K+ Cl-
Mg
MAGNESIO
Forma parte de la moleacutecula de clorofila
Ademaacutes tambieacuten es un componente fundamental en la sustancia intercelular del tejido oacuteseo
El ion es Mg2+
se caracteerizan porque las partiacuteculas quedan en suspensioacuten Estas partiacuteculas en suspensioacuten pueden adquirir dos estados fiacutesicos
bull Sol cuando el coloide tiene un aspecto liacutequido y es debido en el que los solutos coloidales no estaacuten en mucha cantidad
bull Gel cuando el coloide tiene un aspecto de gel soacutelido o semisoacutelido En este caso la proporcioacuten de soluto es mucho mayor que la de disolvente Por ejemplo forman geles dispersiones coloidales de colaacutegeno y de pectinas
Las partiacuteculas en suspensioacuten de un coloide pueden sedimentar mediante centrifugacioacuten De hecho este sistema se utiliza para separar distintos componentes de un coloide ya que seguacuten su tamantildeo sedimentan antes o despueacutes seguacuten las rpm (revoluciones por minuto) de la centrifugadora De este modo las sustancias maacutes grandes quedaraacuten en el fondo del precipitado y las maacutes ligeras en la superficie del precipitado
La diaacutelisis es un proceso de separacioacuten de los solutos de un coloide en funcioacuten del tamantildeo Se consigue haciendo pasar la dispersioacuten coloidal por membranas semipermeables con poros de diferentes diaacutemetros
5 LAS SALES MINERALES PRECIPITADAS
Las sales forman piezas duras maacutes o menos riacutegidas que suelen ser el esqueleto externo o interno de muchos organismos Es el caso por ejemplo de los huesos de los vertebrados - compuestos de carbonato de calcio y fosfato de calcio- de las conchas de los moluscos -carbonato de calcio- los otolitos tambieacuten formados por carbonato de calcio o de las cubiertas de las diatomeas contituidas por sales de siacutelice
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3 FUNCIONES BIOLOacuteGICAS DEL AGUA
Gracias sus propiedades el agua desempentildea funciones vitales en los seres vivos las maacutes destacables son
- Termorregulacioacuten debido su elevado calor latente de vaporizacioacuten y especiacutefico El agua es capaz de absorber muchos julios sin variar demasiado su temperatura y tambieacuten absorbe mucho calor al pasar de liacutequido a vapor refrigerando asiacute la superficie de la que toma ese calor Este es el sentido bioloacutegico del sudor de mucho mamiacutefero o de la saliva en otros animales como el perro o el cocodrilo
- Medio de realizacioacuten de las reacciones bioquiacutemicas Gracias a que es un buen disolvente de sustancias polares e iones el agua ofrece un medio en el cual se lleven a cabo las reacciones bioquiacutemicas de la actividad celular Ademaacutes su interaccioacuten con moleacuteculas hidrofoacutebicas como los fosfoliacutepidos permite la creacioacuten de compartimentos en los que las reacciones quiacutemicas son maacutes eficientes
- Permite la vida en lugares con temperaturas inferiores a los 0oC Cuando el agua se congela en vez de hundirse queda en la superficie aislando el agua que queda por debajo de las temperaturas bajo cero del medio exterior impidendo asiacute que se congele en su totalidad Gracias a esto puede haber agua en las regiones aacuterticas y antaacuterticas y en zonas altas
- En relacioacuten con las sales minerales disueltas permite la homeostasis es decir la constancia de paraacutemetros vitales de modo que sean compatibles con la vida como el pH y la presioacuten osmoacutetica (la termorregulacioacuten tambieacuten es otra funcioacuten del agua en relacioacuten con la homeostasis)
- Capilaridad es una consecuencia de las elevadas fuerzas de cohesioacuten de las moleacuteculas de agua Es un fenoacutemeno gracias al cual las moleacuteculas de agua ascienden espontaacuteneamente por tubos muy estrechos Esta caracteriacutestica contribuye al ascenso de la savia bruta por los estrechos vasos del xilema en las plantas
- Algunos animales como el zapatero (Gerris lacustris) pueden desplazarse sobre el agua gracias a su elevada tensioacuten superficial
- Interviene en muchas reacciones como reactivo y como producto como por ejemplo en las reacciones de hidroacutelisis
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El alcohol etiacutelico tiene un calor especiacutefico de 0rsquo6 calgoC es decir soacutelo se requieren 0rsquo6 caloriacuteas para elevar 1oC la temperatura de 1 gramos de etanol El valor de Ce del agua es 1
Documento distincioacuten moleacuteculas polares y apolares
Material multimedia sobre el agua
Agua propiedaes yfunciones
Existen muchas moleacuteculas que a pesar de ser hidroacutefilas no se disuelven en agua debido a su elevado peso molecular como es el caso por ejemplo de las fibras de celulosa Estas macromoleacuteculas quedan en suspensioacuten estable en el medio acuoso generando lo que se llama coloides
4 EL AGUA Y SU RELACIOacuteN CON LAS SALES MINERALES
Las sales minerales constituyen el otro grupo de biomoleacuteculas inorgaacutenicaslas sales solubles y otros electrolitos generan espontaacuteneamente iones tras su disolucioacuten que desempentildean funciones vitales en los seres vivos tal y como se veraacute maacutes adelante
El ph y la acidezEl agua tiene un pequentildeiacutesimo grado de ionizacioacuten que consiste en que parte de las moleacuteculas de H2O han cedido un protoacuten (H+) a otra moleacutecula de agua quedando ellas como OH- y las que han recibido el protoacuten como H3O+
La acidez de un medio viene dada por la [H3O+] de modo que cuanto mayor sea esta concentracioacuten mayor seraacute su acidez En el caso del agua destilada [H3O+] es 10-7 La acidez se mide mediante una magnitud llamada pH que es pH = - Log [H3O+]
Para el agua el pH = - Log 10-7 = 7 que es considerado un pH neutro Para valores mayores de [H3O+] (exponentes -6 -5 ) el pH seraacute menor que siete y el medio es aacutecido y para valores menores de [H3O+] que 10-7 (exponentes -8-9) el medio seraacute baacutesico
Las sustancias disueltas en agua alteran el pH que debe mantenerse en unos maacutergenes muy estrechos y cercano a 7 para que sea compatible con la via Por ejemplo una pequentildea variacioacuten puede alterar draacutesticamente la actividad de las proteiacutenas Por este motivo la constancia del pH es fundamental para los seres vivos
Las ceacutelulas y los organismos mantienen un pH citosoacutelico especiacutefico y constante gracias a unas sales disueltas que forman disoluciones que son capaces de amortiguar estas variaciones Estas disoluciones estaacuten formadas por mezclas de aacutecidos deacutebiles y sus bases conjugadas (se veraacute en el tema de aacutecidos y bases de quiacutemica) Estas disoluciones se denominan amortiguadoras tampones o buffers
Los tampones bioloacutegicos maacutes importantes en el ser humano son el sistema fosfato y bicarbonato
Sistema tampoacuten fosfatoActuacutea en el citoplasma de las ceacutelulas (medio intracelular) y su capacidad de amortiguacioacuten de pH estaacute en un intervalo entre 5rsquo9 y
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7rsquo9 lo que cubre con creces las necesidades de los sistemas bioloacutegicos cuyo pH debe oscilar entre 6rsquo9 y 7rsquo4El tampoacuten fosfato forma el siguiente equilibrio
H2PO4- + H2O lt---gt H3O+ + HPO4
2-
Cuando el pH disminuye (la acidez aumenta y la [H3O+] tambieacuten) se consumen los H3O+]reaccionando con el HPO4
2- De este modo se contrarresta el aumento de [H3O+] Si el pH aumenta se disocia maacutes H2PO4
- produciendo maacutes H3O+ que neutralizaraacute la subida del pH
Sistema bicarbonatoEs el sistema de tamponamiento del pH que se encuentra en el plasma sanguiacuteneo En este caso el equilibrio se produce entre el aacutecido carboacutenico (trioxocarbonato (IV) de hidroacutegeno) dador de protones y el ion bicarbonato [hidroacutegenotrioxocarbonato (IV)] aceptor de protones
H2CO3 + H2O lt---gt H3O+ + HCO3-
En realidad el H2CO3 que hay en el plasma sanguiacuteneo se forma a partir del CO2 disuelto lo que hace al sistema quiacutemico maacutes complejo (CO2 + H2O lt---gt H2CO3) ya que en realidad intervienen dos equilibriosEl pH de la sangre tiene habitualmente un valor de 7rsquo4 En algunas situaciones patoloacutegicas como la diabetes grave no controlada se produce una sobredosis de aacutecidos metaboacutelicos que hace que el pH de la sangre pueda bajar a 6rsquo8 a pesar del sistema de tamponamiento
La homeostasis del pH es un factor fundamental para el mantenimiento de la vida Por eso aquellos impactos contaminantes que alteran el pH como la lluvia aacutecida son tan graves para el medio ambiente
La regulacioacuten osmoacuteticaLa oacutesmosis es un movimiento de agua (disolvente) desde una disolucioacuten de concentracioacuten menor (hipotoacutenica) a otra de concentracioacuten mayor (hipertoacutenica) cuando ambas estaacuten separadas por una membrana semipermeable El agua se mueve gracias a diferencia de presioacuten osmoacutetica que hay entre una disolucioacuten concentrada (mayor) que atrae al disolvente desde una disolucioacuten maacutes diluida (menor presioacuten osmoacutetica) La presioacuten osmoacutetica es directamente proporcional a la concentracioacuten de la disolucioacuten
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PAacuteGINA 5 DE 9 EL AGUA para janoclase13 de profesorjano
(Una persona no puede vivir maacutes de unos minutos si su pH sanguiacuteneo supera el valor de 7rsquo6 o disminuye por debajo de 7)
Cuando se introduce una ceacutelula en un medio hipotoacutenico entraraacute agua a su interior y la ceacutelula reviente Por el contrario si se introduce en un medio hipertoacutenico la ceacutelula perderaacute agua y se arrugaraacute y deshidrataraacute Es evidente que estas situaciones no son compatibles con la vida por lo que la homeostasis de la presioacuten osmoacutetica la osmorregulacioacuten es otro factor vital para el mantenimiento de la vida
A lo largo de la evolucioacuten los seres vivos han desarrollado diversas estrategias para evitar cataacutestrofes osmoacuteticas Las ceacutelulas vegetales
las moneras hongo y muchos protoctistas han desarrollado una pared celular riacutegida y no expandible con resistencia suficiente para resistir la presioacuten osmoacutetica y evitar que la ceacutelula explote al encontrarse en medios hipotoacutenicos Por la tanto la ceacutelula soacutelo se hincha estado que se denomina turgencia Gracias a la turgencia las plantas pueden conseguir rigidez mecaacutenica
Cuando una ceacutelula vegetal se introduce en un medio hipertoacutenico por ejemplo agua de mar pierden agua y la membrana celular que estaba pegada a la apred celular se contrae pero algunos fragmentos quedan adheridos a la pared celular rompieacutendose la ceacutelulaPor el contrario las ceacutelulas animales en un medio hipotoacutenico explotan irremisiblemente al no tener pared celular fenoacutemeno que recibe el nombre de plasmolisis (hemolisis en el caso de ceacutelulas sanguiacuteneas) La uacutenica solucioacuten posible para las ceacutelulas animales es mantener isotoacutenicos los medios intracelulares y extracelulares mediante diversos sistemas
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(Cuando dos disoluciones tienen igual concentracioacuten se dice que son isotoacutenicas)
Animacioacuten 1oacutesmosis
Animacioacuten 2oacutesmosis
- A nivel celular mediante sistemas de bombeos de iones que igualen las concentraciones de los dos medios asiacute como la regulacioacuten de la concentracioacuten de determinadas proteinas como albuacuteminas que tambieacuten contribuyen a regular las concentraciones de soluto con su mayor o menor presencia
- A nivel orgaacutenico los animales desarrollan sistemas para controlar la cantidad de agua que permanece en el organismo y tambieacuten la cantidad de sales Estos sistemas son los sistemas excretores que generan orina junto con glaacutendulas que tienen algunas especies y que son capaces de secretar sales
En un medio hipertoacutenico las ceacutelulas animales se arrugan y deshidatan
Los azuacutecares se almacenan en forma de polisacaacuteridos porque generan presiones osmoacuteticas compatibles con valores vitales Por ejemplo 1 gramo un polisacaacuterido tiene el mismo efecto osmoacutetico que un miligramo de glucosas sueltas
Funcioacuten los principales iones y sales disueltas
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Mineral Localizacioacuten funcioacuten Otras caracteriacutesticas
Fe
HIERRO
Mioglobina - Hemoglobina
Almacenamiento y transporte oxiacutegeno
Se encuentra en carnes viacutesceras (hiacutegado) pescados aves y en algunas legumbres y verduaras En el organismo existen entre 3 y 5 gramos de hierro el 60 en la hemoglobina y el 40 en la ferritina y hemosiderina proteiacutenas que lo almacenan en el hiacutegado
Cu
COBRE
Interviene en la siacutentesis de la hemoglobina
Abundante en mariscos (ostras) viacutesceras y frutos y legumbres secas El 90 estaacute ubicado en muacutesculos huesos e hiacutegado Cu2+
F
FLUacuteOR
Se encuentra en dientes huesos plasma piel y tiroides Proporciona resistencia a la caries dental y en cantidades moderadas mejora la
osteoporosis
Se localiza en el agua fluorada alimentos marinos y teacute No se debe consumir maacutes de 4 miligramos al diacutea
Su metabolismo es modificado negativamente por la toma prolongada de corticoides y tranquilizantes Su ion es F-
Co
COBALTO
Forma parte de la Vitamina B12 que interviene en la
hematopoyeacutesis
Es abundante en oacuterganos y muacutesculos de animales Se encuentra fundamentalmente almacenada en el hiacutegado La carencia de vitamina B12 produce la anemia perniciosa
Coloides Estados de Sol y Gel DialisisComo ya se ha mencionado anteriormente la difeencia entre una disolucioacuten y una dispersioacuten coloidal (coloide) es el diametro de los solutos Cuando estos solutos son macromoleacuteculas de un diaacutemetro que oscila entre 10-7 y 210-5 cm por ejemplo proteiacutenas polisacaacuteridos o aacutecidos nucleicos forman dispersiones coloidales que
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Mineral Localizacioacuten funcioacuten Otras caracteriacutesticas
Zn
CINC
Se localiza en muacutesculos ojos piel y proacutestata Es cofactor
de maacutes de 100 enzimas
Sus fuentes naturales son las ostras carnes huevos pescados y cereales integrales Interviene en la movilizacioacuten de la vitamina A Su ion es Zn2+
Cr
CROMO
Interviene el metabolismo de carbohidratos y liacutepidos
Tambieacuten es abundante en ostras hiacutegado patatas cereales y levaduras de cerveza La deficiencia de cromo en la dieta puede provocar intolerancia a la glucosa
Mn
MANGANESO
Se encuentra en enzimas hueso e interviene en el
crecimiento y reproduccioacuten
Se encuentra en nueces cereales integrales legumbres teacute y verduras Mn2+
I
IODO
El iodo forma parte de las hormonas tiroideas (tiroxina
- T4 y triyodotironina T3)
Es especialmente abundante en alimentos que proceden del mar (mariscos pescados y algas)
El organismo humano contiene 20 a 25 mg de I encontraacutendose y entre el 70 y 80 se localiza en el tiroides Su ion es I-
Ca
CALCIO
Es abundante en los huesos que es su reservorio para el organismo Interviene en la coagulacioacuten y la contraccioacuten
muscular
Su fuente natural son los productos laacutecteos Forma parte de la sustancia intercelular del tejido oacuteseo Tambieacuten actuacutea como segundo mensajero en el sistema de transduccioacuten de sentildeales Su ion es Ca2+
Na K Cl
Potasio
Sodio
Cloro
Son los iones que intervienen en la generacioacuten del
potencial de membrana e impulso nervioso
La sal comuacuten es la fuente principal de estos iones
Las formas ioacutenicas son Na+ K+ Cl-
Mg
MAGNESIO
Forma parte de la moleacutecula de clorofila
Ademaacutes tambieacuten es un componente fundamental en la sustancia intercelular del tejido oacuteseo
El ion es Mg2+
se caracteerizan porque las partiacuteculas quedan en suspensioacuten Estas partiacuteculas en suspensioacuten pueden adquirir dos estados fiacutesicos
bull Sol cuando el coloide tiene un aspecto liacutequido y es debido en el que los solutos coloidales no estaacuten en mucha cantidad
bull Gel cuando el coloide tiene un aspecto de gel soacutelido o semisoacutelido En este caso la proporcioacuten de soluto es mucho mayor que la de disolvente Por ejemplo forman geles dispersiones coloidales de colaacutegeno y de pectinas
Las partiacuteculas en suspensioacuten de un coloide pueden sedimentar mediante centrifugacioacuten De hecho este sistema se utiliza para separar distintos componentes de un coloide ya que seguacuten su tamantildeo sedimentan antes o despueacutes seguacuten las rpm (revoluciones por minuto) de la centrifugadora De este modo las sustancias maacutes grandes quedaraacuten en el fondo del precipitado y las maacutes ligeras en la superficie del precipitado
La diaacutelisis es un proceso de separacioacuten de los solutos de un coloide en funcioacuten del tamantildeo Se consigue haciendo pasar la dispersioacuten coloidal por membranas semipermeables con poros de diferentes diaacutemetros
5 LAS SALES MINERALES PRECIPITADAS
Las sales forman piezas duras maacutes o menos riacutegidas que suelen ser el esqueleto externo o interno de muchos organismos Es el caso por ejemplo de los huesos de los vertebrados - compuestos de carbonato de calcio y fosfato de calcio- de las conchas de los moluscos -carbonato de calcio- los otolitos tambieacuten formados por carbonato de calcio o de las cubiertas de las diatomeas contituidas por sales de siacutelice
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Existen muchas moleacuteculas que a pesar de ser hidroacutefilas no se disuelven en agua debido a su elevado peso molecular como es el caso por ejemplo de las fibras de celulosa Estas macromoleacuteculas quedan en suspensioacuten estable en el medio acuoso generando lo que se llama coloides
4 EL AGUA Y SU RELACIOacuteN CON LAS SALES MINERALES
Las sales minerales constituyen el otro grupo de biomoleacuteculas inorgaacutenicaslas sales solubles y otros electrolitos generan espontaacuteneamente iones tras su disolucioacuten que desempentildean funciones vitales en los seres vivos tal y como se veraacute maacutes adelante
El ph y la acidezEl agua tiene un pequentildeiacutesimo grado de ionizacioacuten que consiste en que parte de las moleacuteculas de H2O han cedido un protoacuten (H+) a otra moleacutecula de agua quedando ellas como OH- y las que han recibido el protoacuten como H3O+
La acidez de un medio viene dada por la [H3O+] de modo que cuanto mayor sea esta concentracioacuten mayor seraacute su acidez En el caso del agua destilada [H3O+] es 10-7 La acidez se mide mediante una magnitud llamada pH que es pH = - Log [H3O+]
Para el agua el pH = - Log 10-7 = 7 que es considerado un pH neutro Para valores mayores de [H3O+] (exponentes -6 -5 ) el pH seraacute menor que siete y el medio es aacutecido y para valores menores de [H3O+] que 10-7 (exponentes -8-9) el medio seraacute baacutesico
Las sustancias disueltas en agua alteran el pH que debe mantenerse en unos maacutergenes muy estrechos y cercano a 7 para que sea compatible con la via Por ejemplo una pequentildea variacioacuten puede alterar draacutesticamente la actividad de las proteiacutenas Por este motivo la constancia del pH es fundamental para los seres vivos
Las ceacutelulas y los organismos mantienen un pH citosoacutelico especiacutefico y constante gracias a unas sales disueltas que forman disoluciones que son capaces de amortiguar estas variaciones Estas disoluciones estaacuten formadas por mezclas de aacutecidos deacutebiles y sus bases conjugadas (se veraacute en el tema de aacutecidos y bases de quiacutemica) Estas disoluciones se denominan amortiguadoras tampones o buffers
Los tampones bioloacutegicos maacutes importantes en el ser humano son el sistema fosfato y bicarbonato
Sistema tampoacuten fosfatoActuacutea en el citoplasma de las ceacutelulas (medio intracelular) y su capacidad de amortiguacioacuten de pH estaacute en un intervalo entre 5rsquo9 y
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7rsquo9 lo que cubre con creces las necesidades de los sistemas bioloacutegicos cuyo pH debe oscilar entre 6rsquo9 y 7rsquo4El tampoacuten fosfato forma el siguiente equilibrio
H2PO4- + H2O lt---gt H3O+ + HPO4
2-
Cuando el pH disminuye (la acidez aumenta y la [H3O+] tambieacuten) se consumen los H3O+]reaccionando con el HPO4
2- De este modo se contrarresta el aumento de [H3O+] Si el pH aumenta se disocia maacutes H2PO4
- produciendo maacutes H3O+ que neutralizaraacute la subida del pH
Sistema bicarbonatoEs el sistema de tamponamiento del pH que se encuentra en el plasma sanguiacuteneo En este caso el equilibrio se produce entre el aacutecido carboacutenico (trioxocarbonato (IV) de hidroacutegeno) dador de protones y el ion bicarbonato [hidroacutegenotrioxocarbonato (IV)] aceptor de protones
H2CO3 + H2O lt---gt H3O+ + HCO3-
En realidad el H2CO3 que hay en el plasma sanguiacuteneo se forma a partir del CO2 disuelto lo que hace al sistema quiacutemico maacutes complejo (CO2 + H2O lt---gt H2CO3) ya que en realidad intervienen dos equilibriosEl pH de la sangre tiene habitualmente un valor de 7rsquo4 En algunas situaciones patoloacutegicas como la diabetes grave no controlada se produce una sobredosis de aacutecidos metaboacutelicos que hace que el pH de la sangre pueda bajar a 6rsquo8 a pesar del sistema de tamponamiento
La homeostasis del pH es un factor fundamental para el mantenimiento de la vida Por eso aquellos impactos contaminantes que alteran el pH como la lluvia aacutecida son tan graves para el medio ambiente
La regulacioacuten osmoacuteticaLa oacutesmosis es un movimiento de agua (disolvente) desde una disolucioacuten de concentracioacuten menor (hipotoacutenica) a otra de concentracioacuten mayor (hipertoacutenica) cuando ambas estaacuten separadas por una membrana semipermeable El agua se mueve gracias a diferencia de presioacuten osmoacutetica que hay entre una disolucioacuten concentrada (mayor) que atrae al disolvente desde una disolucioacuten maacutes diluida (menor presioacuten osmoacutetica) La presioacuten osmoacutetica es directamente proporcional a la concentracioacuten de la disolucioacuten
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Cuando se introduce una ceacutelula en un medio hipotoacutenico entraraacute agua a su interior y la ceacutelula reviente Por el contrario si se introduce en un medio hipertoacutenico la ceacutelula perderaacute agua y se arrugaraacute y deshidrataraacute Es evidente que estas situaciones no son compatibles con la vida por lo que la homeostasis de la presioacuten osmoacutetica la osmorregulacioacuten es otro factor vital para el mantenimiento de la vida
A lo largo de la evolucioacuten los seres vivos han desarrollado diversas estrategias para evitar cataacutestrofes osmoacuteticas Las ceacutelulas vegetales
las moneras hongo y muchos protoctistas han desarrollado una pared celular riacutegida y no expandible con resistencia suficiente para resistir la presioacuten osmoacutetica y evitar que la ceacutelula explote al encontrarse en medios hipotoacutenicos Por la tanto la ceacutelula soacutelo se hincha estado que se denomina turgencia Gracias a la turgencia las plantas pueden conseguir rigidez mecaacutenica
Cuando una ceacutelula vegetal se introduce en un medio hipertoacutenico por ejemplo agua de mar pierden agua y la membrana celular que estaba pegada a la apred celular se contrae pero algunos fragmentos quedan adheridos a la pared celular rompieacutendose la ceacutelulaPor el contrario las ceacutelulas animales en un medio hipotoacutenico explotan irremisiblemente al no tener pared celular fenoacutemeno que recibe el nombre de plasmolisis (hemolisis en el caso de ceacutelulas sanguiacuteneas) La uacutenica solucioacuten posible para las ceacutelulas animales es mantener isotoacutenicos los medios intracelulares y extracelulares mediante diversos sistemas
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(Cuando dos disoluciones tienen igual concentracioacuten se dice que son isotoacutenicas)
Animacioacuten 1oacutesmosis
Animacioacuten 2oacutesmosis
- A nivel celular mediante sistemas de bombeos de iones que igualen las concentraciones de los dos medios asiacute como la regulacioacuten de la concentracioacuten de determinadas proteinas como albuacuteminas que tambieacuten contribuyen a regular las concentraciones de soluto con su mayor o menor presencia
- A nivel orgaacutenico los animales desarrollan sistemas para controlar la cantidad de agua que permanece en el organismo y tambieacuten la cantidad de sales Estos sistemas son los sistemas excretores que generan orina junto con glaacutendulas que tienen algunas especies y que son capaces de secretar sales
En un medio hipertoacutenico las ceacutelulas animales se arrugan y deshidatan
Los azuacutecares se almacenan en forma de polisacaacuteridos porque generan presiones osmoacuteticas compatibles con valores vitales Por ejemplo 1 gramo un polisacaacuterido tiene el mismo efecto osmoacutetico que un miligramo de glucosas sueltas
Funcioacuten los principales iones y sales disueltas
profesorjano WIX PROFESOR JANO
PAacuteGINA 7 DE 9 EL AGUA para janoclase13 de profesorjano
Mineral Localizacioacuten funcioacuten Otras caracteriacutesticas
Fe
HIERRO
Mioglobina - Hemoglobina
Almacenamiento y transporte oxiacutegeno
Se encuentra en carnes viacutesceras (hiacutegado) pescados aves y en algunas legumbres y verduaras En el organismo existen entre 3 y 5 gramos de hierro el 60 en la hemoglobina y el 40 en la ferritina y hemosiderina proteiacutenas que lo almacenan en el hiacutegado
Cu
COBRE
Interviene en la siacutentesis de la hemoglobina
Abundante en mariscos (ostras) viacutesceras y frutos y legumbres secas El 90 estaacute ubicado en muacutesculos huesos e hiacutegado Cu2+
F
FLUacuteOR
Se encuentra en dientes huesos plasma piel y tiroides Proporciona resistencia a la caries dental y en cantidades moderadas mejora la
osteoporosis
Se localiza en el agua fluorada alimentos marinos y teacute No se debe consumir maacutes de 4 miligramos al diacutea
Su metabolismo es modificado negativamente por la toma prolongada de corticoides y tranquilizantes Su ion es F-
Co
COBALTO
Forma parte de la Vitamina B12 que interviene en la
hematopoyeacutesis
Es abundante en oacuterganos y muacutesculos de animales Se encuentra fundamentalmente almacenada en el hiacutegado La carencia de vitamina B12 produce la anemia perniciosa
Coloides Estados de Sol y Gel DialisisComo ya se ha mencionado anteriormente la difeencia entre una disolucioacuten y una dispersioacuten coloidal (coloide) es el diametro de los solutos Cuando estos solutos son macromoleacuteculas de un diaacutemetro que oscila entre 10-7 y 210-5 cm por ejemplo proteiacutenas polisacaacuteridos o aacutecidos nucleicos forman dispersiones coloidales que
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Mineral Localizacioacuten funcioacuten Otras caracteriacutesticas
Zn
CINC
Se localiza en muacutesculos ojos piel y proacutestata Es cofactor
de maacutes de 100 enzimas
Sus fuentes naturales son las ostras carnes huevos pescados y cereales integrales Interviene en la movilizacioacuten de la vitamina A Su ion es Zn2+
Cr
CROMO
Interviene el metabolismo de carbohidratos y liacutepidos
Tambieacuten es abundante en ostras hiacutegado patatas cereales y levaduras de cerveza La deficiencia de cromo en la dieta puede provocar intolerancia a la glucosa
Mn
MANGANESO
Se encuentra en enzimas hueso e interviene en el
crecimiento y reproduccioacuten
Se encuentra en nueces cereales integrales legumbres teacute y verduras Mn2+
I
IODO
El iodo forma parte de las hormonas tiroideas (tiroxina
- T4 y triyodotironina T3)
Es especialmente abundante en alimentos que proceden del mar (mariscos pescados y algas)
El organismo humano contiene 20 a 25 mg de I encontraacutendose y entre el 70 y 80 se localiza en el tiroides Su ion es I-
Ca
CALCIO
Es abundante en los huesos que es su reservorio para el organismo Interviene en la coagulacioacuten y la contraccioacuten
muscular
Su fuente natural son los productos laacutecteos Forma parte de la sustancia intercelular del tejido oacuteseo Tambieacuten actuacutea como segundo mensajero en el sistema de transduccioacuten de sentildeales Su ion es Ca2+
Na K Cl
Potasio
Sodio
Cloro
Son los iones que intervienen en la generacioacuten del
potencial de membrana e impulso nervioso
La sal comuacuten es la fuente principal de estos iones
Las formas ioacutenicas son Na+ K+ Cl-
Mg
MAGNESIO
Forma parte de la moleacutecula de clorofila
Ademaacutes tambieacuten es un componente fundamental en la sustancia intercelular del tejido oacuteseo
El ion es Mg2+
se caracteerizan porque las partiacuteculas quedan en suspensioacuten Estas partiacuteculas en suspensioacuten pueden adquirir dos estados fiacutesicos
bull Sol cuando el coloide tiene un aspecto liacutequido y es debido en el que los solutos coloidales no estaacuten en mucha cantidad
bull Gel cuando el coloide tiene un aspecto de gel soacutelido o semisoacutelido En este caso la proporcioacuten de soluto es mucho mayor que la de disolvente Por ejemplo forman geles dispersiones coloidales de colaacutegeno y de pectinas
Las partiacuteculas en suspensioacuten de un coloide pueden sedimentar mediante centrifugacioacuten De hecho este sistema se utiliza para separar distintos componentes de un coloide ya que seguacuten su tamantildeo sedimentan antes o despueacutes seguacuten las rpm (revoluciones por minuto) de la centrifugadora De este modo las sustancias maacutes grandes quedaraacuten en el fondo del precipitado y las maacutes ligeras en la superficie del precipitado
La diaacutelisis es un proceso de separacioacuten de los solutos de un coloide en funcioacuten del tamantildeo Se consigue haciendo pasar la dispersioacuten coloidal por membranas semipermeables con poros de diferentes diaacutemetros
5 LAS SALES MINERALES PRECIPITADAS
Las sales forman piezas duras maacutes o menos riacutegidas que suelen ser el esqueleto externo o interno de muchos organismos Es el caso por ejemplo de los huesos de los vertebrados - compuestos de carbonato de calcio y fosfato de calcio- de las conchas de los moluscos -carbonato de calcio- los otolitos tambieacuten formados por carbonato de calcio o de las cubiertas de las diatomeas contituidas por sales de siacutelice
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7rsquo9 lo que cubre con creces las necesidades de los sistemas bioloacutegicos cuyo pH debe oscilar entre 6rsquo9 y 7rsquo4El tampoacuten fosfato forma el siguiente equilibrio
H2PO4- + H2O lt---gt H3O+ + HPO4
2-
Cuando el pH disminuye (la acidez aumenta y la [H3O+] tambieacuten) se consumen los H3O+]reaccionando con el HPO4
2- De este modo se contrarresta el aumento de [H3O+] Si el pH aumenta se disocia maacutes H2PO4
- produciendo maacutes H3O+ que neutralizaraacute la subida del pH
Sistema bicarbonatoEs el sistema de tamponamiento del pH que se encuentra en el plasma sanguiacuteneo En este caso el equilibrio se produce entre el aacutecido carboacutenico (trioxocarbonato (IV) de hidroacutegeno) dador de protones y el ion bicarbonato [hidroacutegenotrioxocarbonato (IV)] aceptor de protones
H2CO3 + H2O lt---gt H3O+ + HCO3-
En realidad el H2CO3 que hay en el plasma sanguiacuteneo se forma a partir del CO2 disuelto lo que hace al sistema quiacutemico maacutes complejo (CO2 + H2O lt---gt H2CO3) ya que en realidad intervienen dos equilibriosEl pH de la sangre tiene habitualmente un valor de 7rsquo4 En algunas situaciones patoloacutegicas como la diabetes grave no controlada se produce una sobredosis de aacutecidos metaboacutelicos que hace que el pH de la sangre pueda bajar a 6rsquo8 a pesar del sistema de tamponamiento
La homeostasis del pH es un factor fundamental para el mantenimiento de la vida Por eso aquellos impactos contaminantes que alteran el pH como la lluvia aacutecida son tan graves para el medio ambiente
La regulacioacuten osmoacuteticaLa oacutesmosis es un movimiento de agua (disolvente) desde una disolucioacuten de concentracioacuten menor (hipotoacutenica) a otra de concentracioacuten mayor (hipertoacutenica) cuando ambas estaacuten separadas por una membrana semipermeable El agua se mueve gracias a diferencia de presioacuten osmoacutetica que hay entre una disolucioacuten concentrada (mayor) que atrae al disolvente desde una disolucioacuten maacutes diluida (menor presioacuten osmoacutetica) La presioacuten osmoacutetica es directamente proporcional a la concentracioacuten de la disolucioacuten
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(Una persona no puede vivir maacutes de unos minutos si su pH sanguiacuteneo supera el valor de 7rsquo6 o disminuye por debajo de 7)
Cuando se introduce una ceacutelula en un medio hipotoacutenico entraraacute agua a su interior y la ceacutelula reviente Por el contrario si se introduce en un medio hipertoacutenico la ceacutelula perderaacute agua y se arrugaraacute y deshidrataraacute Es evidente que estas situaciones no son compatibles con la vida por lo que la homeostasis de la presioacuten osmoacutetica la osmorregulacioacuten es otro factor vital para el mantenimiento de la vida
A lo largo de la evolucioacuten los seres vivos han desarrollado diversas estrategias para evitar cataacutestrofes osmoacuteticas Las ceacutelulas vegetales
las moneras hongo y muchos protoctistas han desarrollado una pared celular riacutegida y no expandible con resistencia suficiente para resistir la presioacuten osmoacutetica y evitar que la ceacutelula explote al encontrarse en medios hipotoacutenicos Por la tanto la ceacutelula soacutelo se hincha estado que se denomina turgencia Gracias a la turgencia las plantas pueden conseguir rigidez mecaacutenica
Cuando una ceacutelula vegetal se introduce en un medio hipertoacutenico por ejemplo agua de mar pierden agua y la membrana celular que estaba pegada a la apred celular se contrae pero algunos fragmentos quedan adheridos a la pared celular rompieacutendose la ceacutelulaPor el contrario las ceacutelulas animales en un medio hipotoacutenico explotan irremisiblemente al no tener pared celular fenoacutemeno que recibe el nombre de plasmolisis (hemolisis en el caso de ceacutelulas sanguiacuteneas) La uacutenica solucioacuten posible para las ceacutelulas animales es mantener isotoacutenicos los medios intracelulares y extracelulares mediante diversos sistemas
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(Cuando dos disoluciones tienen igual concentracioacuten se dice que son isotoacutenicas)
Animacioacuten 1oacutesmosis
Animacioacuten 2oacutesmosis
- A nivel celular mediante sistemas de bombeos de iones que igualen las concentraciones de los dos medios asiacute como la regulacioacuten de la concentracioacuten de determinadas proteinas como albuacuteminas que tambieacuten contribuyen a regular las concentraciones de soluto con su mayor o menor presencia
- A nivel orgaacutenico los animales desarrollan sistemas para controlar la cantidad de agua que permanece en el organismo y tambieacuten la cantidad de sales Estos sistemas son los sistemas excretores que generan orina junto con glaacutendulas que tienen algunas especies y que son capaces de secretar sales
En un medio hipertoacutenico las ceacutelulas animales se arrugan y deshidatan
Los azuacutecares se almacenan en forma de polisacaacuteridos porque generan presiones osmoacuteticas compatibles con valores vitales Por ejemplo 1 gramo un polisacaacuterido tiene el mismo efecto osmoacutetico que un miligramo de glucosas sueltas
Funcioacuten los principales iones y sales disueltas
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Mineral Localizacioacuten funcioacuten Otras caracteriacutesticas
Fe
HIERRO
Mioglobina - Hemoglobina
Almacenamiento y transporte oxiacutegeno
Se encuentra en carnes viacutesceras (hiacutegado) pescados aves y en algunas legumbres y verduaras En el organismo existen entre 3 y 5 gramos de hierro el 60 en la hemoglobina y el 40 en la ferritina y hemosiderina proteiacutenas que lo almacenan en el hiacutegado
Cu
COBRE
Interviene en la siacutentesis de la hemoglobina
Abundante en mariscos (ostras) viacutesceras y frutos y legumbres secas El 90 estaacute ubicado en muacutesculos huesos e hiacutegado Cu2+
F
FLUacuteOR
Se encuentra en dientes huesos plasma piel y tiroides Proporciona resistencia a la caries dental y en cantidades moderadas mejora la
osteoporosis
Se localiza en el agua fluorada alimentos marinos y teacute No se debe consumir maacutes de 4 miligramos al diacutea
Su metabolismo es modificado negativamente por la toma prolongada de corticoides y tranquilizantes Su ion es F-
Co
COBALTO
Forma parte de la Vitamina B12 que interviene en la
hematopoyeacutesis
Es abundante en oacuterganos y muacutesculos de animales Se encuentra fundamentalmente almacenada en el hiacutegado La carencia de vitamina B12 produce la anemia perniciosa
Coloides Estados de Sol y Gel DialisisComo ya se ha mencionado anteriormente la difeencia entre una disolucioacuten y una dispersioacuten coloidal (coloide) es el diametro de los solutos Cuando estos solutos son macromoleacuteculas de un diaacutemetro que oscila entre 10-7 y 210-5 cm por ejemplo proteiacutenas polisacaacuteridos o aacutecidos nucleicos forman dispersiones coloidales que
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Mineral Localizacioacuten funcioacuten Otras caracteriacutesticas
Zn
CINC
Se localiza en muacutesculos ojos piel y proacutestata Es cofactor
de maacutes de 100 enzimas
Sus fuentes naturales son las ostras carnes huevos pescados y cereales integrales Interviene en la movilizacioacuten de la vitamina A Su ion es Zn2+
Cr
CROMO
Interviene el metabolismo de carbohidratos y liacutepidos
Tambieacuten es abundante en ostras hiacutegado patatas cereales y levaduras de cerveza La deficiencia de cromo en la dieta puede provocar intolerancia a la glucosa
Mn
MANGANESO
Se encuentra en enzimas hueso e interviene en el
crecimiento y reproduccioacuten
Se encuentra en nueces cereales integrales legumbres teacute y verduras Mn2+
I
IODO
El iodo forma parte de las hormonas tiroideas (tiroxina
- T4 y triyodotironina T3)
Es especialmente abundante en alimentos que proceden del mar (mariscos pescados y algas)
El organismo humano contiene 20 a 25 mg de I encontraacutendose y entre el 70 y 80 se localiza en el tiroides Su ion es I-
Ca
CALCIO
Es abundante en los huesos que es su reservorio para el organismo Interviene en la coagulacioacuten y la contraccioacuten
muscular
Su fuente natural son los productos laacutecteos Forma parte de la sustancia intercelular del tejido oacuteseo Tambieacuten actuacutea como segundo mensajero en el sistema de transduccioacuten de sentildeales Su ion es Ca2+
Na K Cl
Potasio
Sodio
Cloro
Son los iones que intervienen en la generacioacuten del
potencial de membrana e impulso nervioso
La sal comuacuten es la fuente principal de estos iones
Las formas ioacutenicas son Na+ K+ Cl-
Mg
MAGNESIO
Forma parte de la moleacutecula de clorofila
Ademaacutes tambieacuten es un componente fundamental en la sustancia intercelular del tejido oacuteseo
El ion es Mg2+
se caracteerizan porque las partiacuteculas quedan en suspensioacuten Estas partiacuteculas en suspensioacuten pueden adquirir dos estados fiacutesicos
bull Sol cuando el coloide tiene un aspecto liacutequido y es debido en el que los solutos coloidales no estaacuten en mucha cantidad
bull Gel cuando el coloide tiene un aspecto de gel soacutelido o semisoacutelido En este caso la proporcioacuten de soluto es mucho mayor que la de disolvente Por ejemplo forman geles dispersiones coloidales de colaacutegeno y de pectinas
Las partiacuteculas en suspensioacuten de un coloide pueden sedimentar mediante centrifugacioacuten De hecho este sistema se utiliza para separar distintos componentes de un coloide ya que seguacuten su tamantildeo sedimentan antes o despueacutes seguacuten las rpm (revoluciones por minuto) de la centrifugadora De este modo las sustancias maacutes grandes quedaraacuten en el fondo del precipitado y las maacutes ligeras en la superficie del precipitado
La diaacutelisis es un proceso de separacioacuten de los solutos de un coloide en funcioacuten del tamantildeo Se consigue haciendo pasar la dispersioacuten coloidal por membranas semipermeables con poros de diferentes diaacutemetros
5 LAS SALES MINERALES PRECIPITADAS
Las sales forman piezas duras maacutes o menos riacutegidas que suelen ser el esqueleto externo o interno de muchos organismos Es el caso por ejemplo de los huesos de los vertebrados - compuestos de carbonato de calcio y fosfato de calcio- de las conchas de los moluscos -carbonato de calcio- los otolitos tambieacuten formados por carbonato de calcio o de las cubiertas de las diatomeas contituidas por sales de siacutelice
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Cuando se introduce una ceacutelula en un medio hipotoacutenico entraraacute agua a su interior y la ceacutelula reviente Por el contrario si se introduce en un medio hipertoacutenico la ceacutelula perderaacute agua y se arrugaraacute y deshidrataraacute Es evidente que estas situaciones no son compatibles con la vida por lo que la homeostasis de la presioacuten osmoacutetica la osmorregulacioacuten es otro factor vital para el mantenimiento de la vida
A lo largo de la evolucioacuten los seres vivos han desarrollado diversas estrategias para evitar cataacutestrofes osmoacuteticas Las ceacutelulas vegetales
las moneras hongo y muchos protoctistas han desarrollado una pared celular riacutegida y no expandible con resistencia suficiente para resistir la presioacuten osmoacutetica y evitar que la ceacutelula explote al encontrarse en medios hipotoacutenicos Por la tanto la ceacutelula soacutelo se hincha estado que se denomina turgencia Gracias a la turgencia las plantas pueden conseguir rigidez mecaacutenica
Cuando una ceacutelula vegetal se introduce en un medio hipertoacutenico por ejemplo agua de mar pierden agua y la membrana celular que estaba pegada a la apred celular se contrae pero algunos fragmentos quedan adheridos a la pared celular rompieacutendose la ceacutelulaPor el contrario las ceacutelulas animales en un medio hipotoacutenico explotan irremisiblemente al no tener pared celular fenoacutemeno que recibe el nombre de plasmolisis (hemolisis en el caso de ceacutelulas sanguiacuteneas) La uacutenica solucioacuten posible para las ceacutelulas animales es mantener isotoacutenicos los medios intracelulares y extracelulares mediante diversos sistemas
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(Cuando dos disoluciones tienen igual concentracioacuten se dice que son isotoacutenicas)
Animacioacuten 1oacutesmosis
Animacioacuten 2oacutesmosis
- A nivel celular mediante sistemas de bombeos de iones que igualen las concentraciones de los dos medios asiacute como la regulacioacuten de la concentracioacuten de determinadas proteinas como albuacuteminas que tambieacuten contribuyen a regular las concentraciones de soluto con su mayor o menor presencia
- A nivel orgaacutenico los animales desarrollan sistemas para controlar la cantidad de agua que permanece en el organismo y tambieacuten la cantidad de sales Estos sistemas son los sistemas excretores que generan orina junto con glaacutendulas que tienen algunas especies y que son capaces de secretar sales
En un medio hipertoacutenico las ceacutelulas animales se arrugan y deshidatan
Los azuacutecares se almacenan en forma de polisacaacuteridos porque generan presiones osmoacuteticas compatibles con valores vitales Por ejemplo 1 gramo un polisacaacuterido tiene el mismo efecto osmoacutetico que un miligramo de glucosas sueltas
Funcioacuten los principales iones y sales disueltas
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Mineral Localizacioacuten funcioacuten Otras caracteriacutesticas
Fe
HIERRO
Mioglobina - Hemoglobina
Almacenamiento y transporte oxiacutegeno
Se encuentra en carnes viacutesceras (hiacutegado) pescados aves y en algunas legumbres y verduaras En el organismo existen entre 3 y 5 gramos de hierro el 60 en la hemoglobina y el 40 en la ferritina y hemosiderina proteiacutenas que lo almacenan en el hiacutegado
Cu
COBRE
Interviene en la siacutentesis de la hemoglobina
Abundante en mariscos (ostras) viacutesceras y frutos y legumbres secas El 90 estaacute ubicado en muacutesculos huesos e hiacutegado Cu2+
F
FLUacuteOR
Se encuentra en dientes huesos plasma piel y tiroides Proporciona resistencia a la caries dental y en cantidades moderadas mejora la
osteoporosis
Se localiza en el agua fluorada alimentos marinos y teacute No se debe consumir maacutes de 4 miligramos al diacutea
Su metabolismo es modificado negativamente por la toma prolongada de corticoides y tranquilizantes Su ion es F-
Co
COBALTO
Forma parte de la Vitamina B12 que interviene en la
hematopoyeacutesis
Es abundante en oacuterganos y muacutesculos de animales Se encuentra fundamentalmente almacenada en el hiacutegado La carencia de vitamina B12 produce la anemia perniciosa
Coloides Estados de Sol y Gel DialisisComo ya se ha mencionado anteriormente la difeencia entre una disolucioacuten y una dispersioacuten coloidal (coloide) es el diametro de los solutos Cuando estos solutos son macromoleacuteculas de un diaacutemetro que oscila entre 10-7 y 210-5 cm por ejemplo proteiacutenas polisacaacuteridos o aacutecidos nucleicos forman dispersiones coloidales que
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Mineral Localizacioacuten funcioacuten Otras caracteriacutesticas
Zn
CINC
Se localiza en muacutesculos ojos piel y proacutestata Es cofactor
de maacutes de 100 enzimas
Sus fuentes naturales son las ostras carnes huevos pescados y cereales integrales Interviene en la movilizacioacuten de la vitamina A Su ion es Zn2+
Cr
CROMO
Interviene el metabolismo de carbohidratos y liacutepidos
Tambieacuten es abundante en ostras hiacutegado patatas cereales y levaduras de cerveza La deficiencia de cromo en la dieta puede provocar intolerancia a la glucosa
Mn
MANGANESO
Se encuentra en enzimas hueso e interviene en el
crecimiento y reproduccioacuten
Se encuentra en nueces cereales integrales legumbres teacute y verduras Mn2+
I
IODO
El iodo forma parte de las hormonas tiroideas (tiroxina
- T4 y triyodotironina T3)
Es especialmente abundante en alimentos que proceden del mar (mariscos pescados y algas)
El organismo humano contiene 20 a 25 mg de I encontraacutendose y entre el 70 y 80 se localiza en el tiroides Su ion es I-
Ca
CALCIO
Es abundante en los huesos que es su reservorio para el organismo Interviene en la coagulacioacuten y la contraccioacuten
muscular
Su fuente natural son los productos laacutecteos Forma parte de la sustancia intercelular del tejido oacuteseo Tambieacuten actuacutea como segundo mensajero en el sistema de transduccioacuten de sentildeales Su ion es Ca2+
Na K Cl
Potasio
Sodio
Cloro
Son los iones que intervienen en la generacioacuten del
potencial de membrana e impulso nervioso
La sal comuacuten es la fuente principal de estos iones
Las formas ioacutenicas son Na+ K+ Cl-
Mg
MAGNESIO
Forma parte de la moleacutecula de clorofila
Ademaacutes tambieacuten es un componente fundamental en la sustancia intercelular del tejido oacuteseo
El ion es Mg2+
se caracteerizan porque las partiacuteculas quedan en suspensioacuten Estas partiacuteculas en suspensioacuten pueden adquirir dos estados fiacutesicos
bull Sol cuando el coloide tiene un aspecto liacutequido y es debido en el que los solutos coloidales no estaacuten en mucha cantidad
bull Gel cuando el coloide tiene un aspecto de gel soacutelido o semisoacutelido En este caso la proporcioacuten de soluto es mucho mayor que la de disolvente Por ejemplo forman geles dispersiones coloidales de colaacutegeno y de pectinas
Las partiacuteculas en suspensioacuten de un coloide pueden sedimentar mediante centrifugacioacuten De hecho este sistema se utiliza para separar distintos componentes de un coloide ya que seguacuten su tamantildeo sedimentan antes o despueacutes seguacuten las rpm (revoluciones por minuto) de la centrifugadora De este modo las sustancias maacutes grandes quedaraacuten en el fondo del precipitado y las maacutes ligeras en la superficie del precipitado
La diaacutelisis es un proceso de separacioacuten de los solutos de un coloide en funcioacuten del tamantildeo Se consigue haciendo pasar la dispersioacuten coloidal por membranas semipermeables con poros de diferentes diaacutemetros
5 LAS SALES MINERALES PRECIPITADAS
Las sales forman piezas duras maacutes o menos riacutegidas que suelen ser el esqueleto externo o interno de muchos organismos Es el caso por ejemplo de los huesos de los vertebrados - compuestos de carbonato de calcio y fosfato de calcio- de las conchas de los moluscos -carbonato de calcio- los otolitos tambieacuten formados por carbonato de calcio o de las cubiertas de las diatomeas contituidas por sales de siacutelice
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- A nivel celular mediante sistemas de bombeos de iones que igualen las concentraciones de los dos medios asiacute como la regulacioacuten de la concentracioacuten de determinadas proteinas como albuacuteminas que tambieacuten contribuyen a regular las concentraciones de soluto con su mayor o menor presencia
- A nivel orgaacutenico los animales desarrollan sistemas para controlar la cantidad de agua que permanece en el organismo y tambieacuten la cantidad de sales Estos sistemas son los sistemas excretores que generan orina junto con glaacutendulas que tienen algunas especies y que son capaces de secretar sales
En un medio hipertoacutenico las ceacutelulas animales se arrugan y deshidatan
Los azuacutecares se almacenan en forma de polisacaacuteridos porque generan presiones osmoacuteticas compatibles con valores vitales Por ejemplo 1 gramo un polisacaacuterido tiene el mismo efecto osmoacutetico que un miligramo de glucosas sueltas
Funcioacuten los principales iones y sales disueltas
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Mineral Localizacioacuten funcioacuten Otras caracteriacutesticas
Fe
HIERRO
Mioglobina - Hemoglobina
Almacenamiento y transporte oxiacutegeno
Se encuentra en carnes viacutesceras (hiacutegado) pescados aves y en algunas legumbres y verduaras En el organismo existen entre 3 y 5 gramos de hierro el 60 en la hemoglobina y el 40 en la ferritina y hemosiderina proteiacutenas que lo almacenan en el hiacutegado
Cu
COBRE
Interviene en la siacutentesis de la hemoglobina
Abundante en mariscos (ostras) viacutesceras y frutos y legumbres secas El 90 estaacute ubicado en muacutesculos huesos e hiacutegado Cu2+
F
FLUacuteOR
Se encuentra en dientes huesos plasma piel y tiroides Proporciona resistencia a la caries dental y en cantidades moderadas mejora la
osteoporosis
Se localiza en el agua fluorada alimentos marinos y teacute No se debe consumir maacutes de 4 miligramos al diacutea
Su metabolismo es modificado negativamente por la toma prolongada de corticoides y tranquilizantes Su ion es F-
Co
COBALTO
Forma parte de la Vitamina B12 que interviene en la
hematopoyeacutesis
Es abundante en oacuterganos y muacutesculos de animales Se encuentra fundamentalmente almacenada en el hiacutegado La carencia de vitamina B12 produce la anemia perniciosa
Coloides Estados de Sol y Gel DialisisComo ya se ha mencionado anteriormente la difeencia entre una disolucioacuten y una dispersioacuten coloidal (coloide) es el diametro de los solutos Cuando estos solutos son macromoleacuteculas de un diaacutemetro que oscila entre 10-7 y 210-5 cm por ejemplo proteiacutenas polisacaacuteridos o aacutecidos nucleicos forman dispersiones coloidales que
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Mineral Localizacioacuten funcioacuten Otras caracteriacutesticas
Zn
CINC
Se localiza en muacutesculos ojos piel y proacutestata Es cofactor
de maacutes de 100 enzimas
Sus fuentes naturales son las ostras carnes huevos pescados y cereales integrales Interviene en la movilizacioacuten de la vitamina A Su ion es Zn2+
Cr
CROMO
Interviene el metabolismo de carbohidratos y liacutepidos
Tambieacuten es abundante en ostras hiacutegado patatas cereales y levaduras de cerveza La deficiencia de cromo en la dieta puede provocar intolerancia a la glucosa
Mn
MANGANESO
Se encuentra en enzimas hueso e interviene en el
crecimiento y reproduccioacuten
Se encuentra en nueces cereales integrales legumbres teacute y verduras Mn2+
I
IODO
El iodo forma parte de las hormonas tiroideas (tiroxina
- T4 y triyodotironina T3)
Es especialmente abundante en alimentos que proceden del mar (mariscos pescados y algas)
El organismo humano contiene 20 a 25 mg de I encontraacutendose y entre el 70 y 80 se localiza en el tiroides Su ion es I-
Ca
CALCIO
Es abundante en los huesos que es su reservorio para el organismo Interviene en la coagulacioacuten y la contraccioacuten
muscular
Su fuente natural son los productos laacutecteos Forma parte de la sustancia intercelular del tejido oacuteseo Tambieacuten actuacutea como segundo mensajero en el sistema de transduccioacuten de sentildeales Su ion es Ca2+
Na K Cl
Potasio
Sodio
Cloro
Son los iones que intervienen en la generacioacuten del
potencial de membrana e impulso nervioso
La sal comuacuten es la fuente principal de estos iones
Las formas ioacutenicas son Na+ K+ Cl-
Mg
MAGNESIO
Forma parte de la moleacutecula de clorofila
Ademaacutes tambieacuten es un componente fundamental en la sustancia intercelular del tejido oacuteseo
El ion es Mg2+
se caracteerizan porque las partiacuteculas quedan en suspensioacuten Estas partiacuteculas en suspensioacuten pueden adquirir dos estados fiacutesicos
bull Sol cuando el coloide tiene un aspecto liacutequido y es debido en el que los solutos coloidales no estaacuten en mucha cantidad
bull Gel cuando el coloide tiene un aspecto de gel soacutelido o semisoacutelido En este caso la proporcioacuten de soluto es mucho mayor que la de disolvente Por ejemplo forman geles dispersiones coloidales de colaacutegeno y de pectinas
Las partiacuteculas en suspensioacuten de un coloide pueden sedimentar mediante centrifugacioacuten De hecho este sistema se utiliza para separar distintos componentes de un coloide ya que seguacuten su tamantildeo sedimentan antes o despueacutes seguacuten las rpm (revoluciones por minuto) de la centrifugadora De este modo las sustancias maacutes grandes quedaraacuten en el fondo del precipitado y las maacutes ligeras en la superficie del precipitado
La diaacutelisis es un proceso de separacioacuten de los solutos de un coloide en funcioacuten del tamantildeo Se consigue haciendo pasar la dispersioacuten coloidal por membranas semipermeables con poros de diferentes diaacutemetros
5 LAS SALES MINERALES PRECIPITADAS
Las sales forman piezas duras maacutes o menos riacutegidas que suelen ser el esqueleto externo o interno de muchos organismos Es el caso por ejemplo de los huesos de los vertebrados - compuestos de carbonato de calcio y fosfato de calcio- de las conchas de los moluscos -carbonato de calcio- los otolitos tambieacuten formados por carbonato de calcio o de las cubiertas de las diatomeas contituidas por sales de siacutelice
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Coloides Estados de Sol y Gel DialisisComo ya se ha mencionado anteriormente la difeencia entre una disolucioacuten y una dispersioacuten coloidal (coloide) es el diametro de los solutos Cuando estos solutos son macromoleacuteculas de un diaacutemetro que oscila entre 10-7 y 210-5 cm por ejemplo proteiacutenas polisacaacuteridos o aacutecidos nucleicos forman dispersiones coloidales que
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Mineral Localizacioacuten funcioacuten Otras caracteriacutesticas
Zn
CINC
Se localiza en muacutesculos ojos piel y proacutestata Es cofactor
de maacutes de 100 enzimas
Sus fuentes naturales son las ostras carnes huevos pescados y cereales integrales Interviene en la movilizacioacuten de la vitamina A Su ion es Zn2+
Cr
CROMO
Interviene el metabolismo de carbohidratos y liacutepidos
Tambieacuten es abundante en ostras hiacutegado patatas cereales y levaduras de cerveza La deficiencia de cromo en la dieta puede provocar intolerancia a la glucosa
Mn
MANGANESO
Se encuentra en enzimas hueso e interviene en el
crecimiento y reproduccioacuten
Se encuentra en nueces cereales integrales legumbres teacute y verduras Mn2+
I
IODO
El iodo forma parte de las hormonas tiroideas (tiroxina
- T4 y triyodotironina T3)
Es especialmente abundante en alimentos que proceden del mar (mariscos pescados y algas)
El organismo humano contiene 20 a 25 mg de I encontraacutendose y entre el 70 y 80 se localiza en el tiroides Su ion es I-
Ca
CALCIO
Es abundante en los huesos que es su reservorio para el organismo Interviene en la coagulacioacuten y la contraccioacuten
muscular
Su fuente natural son los productos laacutecteos Forma parte de la sustancia intercelular del tejido oacuteseo Tambieacuten actuacutea como segundo mensajero en el sistema de transduccioacuten de sentildeales Su ion es Ca2+
Na K Cl
Potasio
Sodio
Cloro
Son los iones que intervienen en la generacioacuten del
potencial de membrana e impulso nervioso
La sal comuacuten es la fuente principal de estos iones
Las formas ioacutenicas son Na+ K+ Cl-
Mg
MAGNESIO
Forma parte de la moleacutecula de clorofila
Ademaacutes tambieacuten es un componente fundamental en la sustancia intercelular del tejido oacuteseo
El ion es Mg2+
se caracteerizan porque las partiacuteculas quedan en suspensioacuten Estas partiacuteculas en suspensioacuten pueden adquirir dos estados fiacutesicos
bull Sol cuando el coloide tiene un aspecto liacutequido y es debido en el que los solutos coloidales no estaacuten en mucha cantidad
bull Gel cuando el coloide tiene un aspecto de gel soacutelido o semisoacutelido En este caso la proporcioacuten de soluto es mucho mayor que la de disolvente Por ejemplo forman geles dispersiones coloidales de colaacutegeno y de pectinas
Las partiacuteculas en suspensioacuten de un coloide pueden sedimentar mediante centrifugacioacuten De hecho este sistema se utiliza para separar distintos componentes de un coloide ya que seguacuten su tamantildeo sedimentan antes o despueacutes seguacuten las rpm (revoluciones por minuto) de la centrifugadora De este modo las sustancias maacutes grandes quedaraacuten en el fondo del precipitado y las maacutes ligeras en la superficie del precipitado
La diaacutelisis es un proceso de separacioacuten de los solutos de un coloide en funcioacuten del tamantildeo Se consigue haciendo pasar la dispersioacuten coloidal por membranas semipermeables con poros de diferentes diaacutemetros
5 LAS SALES MINERALES PRECIPITADAS
Las sales forman piezas duras maacutes o menos riacutegidas que suelen ser el esqueleto externo o interno de muchos organismos Es el caso por ejemplo de los huesos de los vertebrados - compuestos de carbonato de calcio y fosfato de calcio- de las conchas de los moluscos -carbonato de calcio- los otolitos tambieacuten formados por carbonato de calcio o de las cubiertas de las diatomeas contituidas por sales de siacutelice
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se caracteerizan porque las partiacuteculas quedan en suspensioacuten Estas partiacuteculas en suspensioacuten pueden adquirir dos estados fiacutesicos
bull Sol cuando el coloide tiene un aspecto liacutequido y es debido en el que los solutos coloidales no estaacuten en mucha cantidad
bull Gel cuando el coloide tiene un aspecto de gel soacutelido o semisoacutelido En este caso la proporcioacuten de soluto es mucho mayor que la de disolvente Por ejemplo forman geles dispersiones coloidales de colaacutegeno y de pectinas
Las partiacuteculas en suspensioacuten de un coloide pueden sedimentar mediante centrifugacioacuten De hecho este sistema se utiliza para separar distintos componentes de un coloide ya que seguacuten su tamantildeo sedimentan antes o despueacutes seguacuten las rpm (revoluciones por minuto) de la centrifugadora De este modo las sustancias maacutes grandes quedaraacuten en el fondo del precipitado y las maacutes ligeras en la superficie del precipitado
La diaacutelisis es un proceso de separacioacuten de los solutos de un coloide en funcioacuten del tamantildeo Se consigue haciendo pasar la dispersioacuten coloidal por membranas semipermeables con poros de diferentes diaacutemetros
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Las sales forman piezas duras maacutes o menos riacutegidas que suelen ser el esqueleto externo o interno de muchos organismos Es el caso por ejemplo de los huesos de los vertebrados - compuestos de carbonato de calcio y fosfato de calcio- de las conchas de los moluscos -carbonato de calcio- los otolitos tambieacuten formados por carbonato de calcio o de las cubiertas de las diatomeas contituidas por sales de siacutelice
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