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BIOELEMENTOS PRIMARIOS

96% de la materia viva

TEMA 1. LA MATERIA VIVA

BIOELEMENTOS: Aquellos elementos que forman las moléculas indispensables para la vida, también llamadas biomoléculas

BIOELEMENTOS SECUNDARIOS

OLIGOELEMENTOS

Carbono (C)Hidrógeno (H)Oxígeno (O)

Magnesio (Mg)Calcio (Ca)Sodio (Na)

Nitrógeno (N)Fósforo (P)Azufre (S)

Potasio (K)Cloro (Cl)

Hierro (Fe)Manganeso (Mn)Cobre (Cu)Cinc (Zn)Flúor (F)Yodo (I)Boro (B)

Silicio (Si)Vanadio (V)Cromo (Cr)Cobalto (Co)Selenio (Se)Molibdeno (Mo)Estaño (Sn)

0,1% (cantidades traza). Imprescindibles; desempeñan funciones esenciales en diferentes procesos bioquímicos y fisiológicos.Su carencia puede acarrear graves trastornos y muerte.

3,3% . Desempeñan funciones vitales en los organismos.

PRINCIPIOS INMEDIATOS: o BIOMOLÉCULAS: Sustancias que componen los seres vivos

PRINCIPIOS INMEDIATOS INORGÁNICOS

PRINCIPIOS INMEDIATOS ORGÁNICOS

AGUA

SALES MINERALES

GLÚCIDOS

LÍPIDOS

PROTEINAS

ACIDOS NUCLEICOS

AGUA - ESTRUCTURA ELECTRÓNICA

• O: 2s2 2p4 - H: 1s1

• El oxígeno comparte dos electrones.

• Se forman dos enlaces.

• Son enlaces polares pues el oxígeno es más electronegativo que el hidrógeno.

• El agua es una molécula polar.

(-)

(+) (+)

EL AGUAEL AGUA

EL AGUA (II)EL AGUA (II)

EL AGUA (III)

Se establecen interacciones dipolo-dipolo formando enlaces o

puentes de hidrógeno.

Estructura tipo reticular responsable de sus

características.

EL AGUA (II)

Anatomía y Fisiología Humanas -

HISTOLOGÍA

PUENTES DE HIDRÓGENO

• Intermolecular

• Débil comparado con covalente.

• Fuerte comparado con Fuerzas de van der Waals

• Confiere propiedades

Anatomía y Fisiología Humanas -

PUENTES DE HIDRÓGENO

• Es un enlace intermolecular en el que un átomo de hidrógeno de una molécula hace de puente entre otra igual, orientándose hacia su zona negativa.

• El p de H es responsable de la mayoría de las propiedades del agua.

El agua está considerada como el disolvente universal….

Veamos por qué….

Anatomía y Fisiología Humanas -

HISTOLOGÍA

IONIZACIÓN DEL AGUA

Anatomía y Fisiología Humanas -

HISTOLOGÍA

pH : acidez o basicidad de una disolución

• Neutras: [H3O+] = [OH-]. El pH es igual a 7.

• Básicas: [H3O+] < [OH-]. El pH es mayor que 7.

• Ácidas: [H3O+] > [OH-]. El pH es menor que 7.

• En el agua pura el pH = 7.

pH = -Log [H3O+]

LOS SISTEMAS TAMPONSustancias que neutralizan los cambios de pH en un medio

cuando se añaden pequeñas cantidades de un ácido o una base.

Suelen ser disoluciones de sales de ácidos o bases débiles, cuyo equilibrio químico es capaz de aceptar o ceder protones al medio.

Cuando en el medio existe un exceso de H3O+ el tampón

actúa como base y los acepta y si existe exceso de OH-

actúa como un ácido y libera protones que lo neutralicen.

PROPIEDADES DEL AGUA

PROPIEDAD FISICOQUÍMICA FENÓMENO FÍSICO FUNCIÓN BIOLÓGICA

Constante dieléctrica elevada Disolvente universalEs el medio donde se disuelven iones minerales y gran parte de los principios inmediatos

Formación de puentes de hidrógeno entre las moléculas

Se mantiene líquida en un amplio intervalo de temperaturas (entre 0º y 100º C)

Es el medio donde transcurren la mayoría de las reacciones de metabolismo

Actúa como vehículo de transporte de sustancias disueltasLa vida puede existir en diferente ambientes con climas distintos

Fuerza de cohesión elevada Es un líquido que no se comprime

Actúa como esqueleto hidrostático en algunos invertebrados

Comunica rigidez y turgencia a las plantas

Fuerza de adhesión elevada Fenómeno de capilaridadExplica en parte la ascensión de la savia por los vasos leñosos de las plantas

Calor específico y calor latente de vaporización elevados

Ha de suministrarse mucho calor para elevar la temperatura 1ºC

Regula la temperatura tanto en seres vivos como en climas marítimos

Disminuye su densidad por debajo de 4ºC

El hielo flota sobre el aguaPermite que haya vida en aguas cubiertas por hielo

LAS SALES MINERALES

• Según su solubilidad

INSOLUBLES- Esqueleto: fosfatos, cloruros y carbonato de calcio

- Caparazones de carbonato cálcico de crustáceos y

moluscos

- Endurecimiento de células vegetales con sílice

- Otolitos de carbonato cálcico del oído interno

SOLUBLES- Función catalítica: cofactores enzimáticos Cu+

Mn2+, Mg2+, Zn+

- Función osmótica: distribución del agua entre el

interior y el exterior celular, gradiente electroquímico,

potencial de membrana, potencial de acción y

sinapsis neuronal. Na+, K+, Cl-, Ca2+

- Función tamponadora: carbonato/bicarbonato,

monofosfato/bifosfato

Disociadas en cationes y aniones

DISPERSIONES COLOIDALES Y DISOLUCIONES VERDADERAS

• En los seres vivos DISOLVENTE=AGUA

SOLUTOS = muchos tipos de moléculas

TIPOS

DISPERSIONES COLOIDALES

solutos de alto peso molecular.

0,2 µM-0,001µM

SEGÚN ESTADO FÍSICO DE LA FASE DISPERSA

SUSPENSIONES COLOIDALES

EMULSIONES COLOIDALES

SEGÚN AFINIDAD ENTRE

PARTÍCULAS Y FASE

COLOIDES LIÓFILOS

COLOIDES LIÓFOBOS

SEGÚN ESTADO FÍSICOFASE DISPERSANTE

SOL

GEL

PROPIEDADES

ELEVADA VISCOSIDAD

ELEVADO PODER ADSORBENTE

EFECTO TYNDALL

MOVIMIENTO BROWNIANO

SEDIMENTACIÓN

DIÁLISIS

ELECTROFORESIS

CARACTERÍSTICAS PROPIEDADES

DISOLUCIONESVERDADERAS

Solutos de bajo peso molecular

No sedimentan por ultracentrifugación DIFUSIÓN

ÓSMOSIS (CD)

ESTABILIDAD DEL GRADO DE

ACIDEZ (libro)

Vacías ópticamente

Partículas no adsorbentes ni diferenciables por electroforesis

Elevada viscosidad: resistencia interna que presenta un líquido al movimiento

relativo de sus moléculas.

Elevado poder adsorbente: atracción que ejerce la superficie de un sólido

sobre las moléculas de un líquido o un gas.

Efecto Tyndall: se observa cierta opalescencia al iluminar lateralmente las

dispersiones coloidales sobre un fondo oscuro.

Movimiento browniano: movimiento desordenado de las partículas en forma

de zigzag

Sedimentación: si se someten a fuertes campos gravitatorios se sedimentan

sus partículas.

Diálisis: separación de coloides de los cristaloides gracias a una membrana

semipermeable que sólo permite pasar a las moléculas pequeñas.

Electroforesis: transporte de partículas coloidales a través de un gel debido a

la acción de un campo eléctrico.

4. EL MEDIO CELULAR Y LA ÓSMOSIS

Conceptos; disolución, gel, sol, soluto…

O isoosmótica; igual

concentración

Pasa agua pero no

las sustancias

disueltas en ella

OSMOSIS; fenómeno que se produce cuando dos disoluciones de diferente

concentración que están separadas por una membrana semipermeable,

tienden a igualar su concentración por el paso de agua desde la más diluida

a la más concentrada

http://highered.mcgraw-

hill.com/sites/0072495855/student_view0/chapter2/animation__how_osmosis_works.html

http://biomodel.uah.es/biomodel-

misc/anim/memb/osmosis.html

OSMOSIS C. VEGETAL

OSMOSIS C. ANIMAL

• LOS SISTEMAS TAMPÓN– Mantienen constante el PH

http://www.johnkyrk.com/H2O.html

– Suelen ser disoluciones de sales de ácidos o bases débiles, cuyo equilibrio químico es capaz de aceptar o ceder protones al medio.

Se estimaba que, en promedio una molécula de agua está unida por

3,5 puentes de hidrógeno. Sin embargo, estudios recientes parecen

apuntar a que el número medio de puentes de hidrógeno es algo

menor; un 80% de las moléculas estarían unidas por sólo dos

puentes de hidrógeno fuertes, mientras que el 20% restante estarían

unidas hasta por 4 puentes de hidrógeno fuertes en disposición

tetraédrica.

En el hielo estos puentes de hidrógeno son más o menos estables,

mientras que en el agua líquida tienen un carácter transitorio,

estimándose que tiene una vida media del orden de picosegundos.

http://www.youtube.com/watch?v=bVTI3V

MLpF8&feature=related

http://esmateria.com/2012/07/19/un-

macroestudio-desvela-que-las-bebidas-

isotonicas-no-mejoran-el-rendimiento/

http://revista.consumer.es/web/es/2004070

1/actualidad/analisis1/