TEMA 1. LA MATERIA VIVA

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5 TEMA 1. LA MATERIA VIVA BIOELEMENTOS: Aquellos que forman las moléculas indispensables para la vida, también llamadas biomoléculas BIOELEMENTOS PRIMARIOS 96% de la materia viva Carbono (C) Hidrógeno (H) Oxígeno (O) Nitrógeno (N) Fósforo (P) Azufre (S) BIOELEMENTOS SECUNDARIOS 3,3%. Desempeñan funciones vitales en los organismos. Magnesio (Mg) Calcio (Ca) Sodio (Na) Potasio (K) Cloro (Cl) OLIGOELEMENTOS 0,1% (cantidades traza). Imprescindibles; desempeñan funciones esenciales en diferentes procesos bioquímicos y fisiológicos. Su carencia puede acarrear graves trastornos y muerte. 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)

6 PRINCIPIOS INMEDIATOS: o BIOMOLÉCULAS: Sustancias que componen los seres vivos PRINCIPIOS INMEDIATOS INORGÁNICOS AGUA SALES MINERALES GLÚCIDOS PRINCIPIOS INMEDIATOS ORGÁNICOS LÍPIDOS PROTEINAS ACIDOS NUCLEICOS

7 AGUA - ESTRUCTURA ELECTRÓNICA O: 2s 2 2p 4 - H: 1s 1 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. (-) (+) (+)

8 EL EL AGUA

9 EL EL AGUA (II)

10 EL AGUA (II) EL AGUA (III) Se establecen interacciones dipolo-dipolo formando enlaces o puentes de hidrógeno. Estructura tipo reticular responsable de sus características.

11 PUENTES DE HIDRÓGENO Intermolecular Débil comparado con covalente. Fuerte comparado con Fuerzas de van der Waals Confiere propiedades natomía y Fisiología Humanas -

12 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. Anatomía y

13 El agua está considerada como el disolvente universal. Veamos por qué.

14 natomía y Fisiología Humanas - IONIZACIÓN DEL AGUA

15 ph : acidez o basicidad de una disolución Neutras: [H 3 O + ] = [OH - ]. El ph es igual a 7. Básicas: [H 3 O + ] < [OH - ]. El ph es mayor que 7. Ácidas: [H 3 O + ] > [OH - ]. El ph es menor que 7. En el agua pura el ph = 7. ph = -Log [H 3 O + ] natomía y Fisiología Humanas -

16 LOS SISTEMAS TAMPON Sustancias 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 H 3 O + el tampón actúa como base y los acepta y si existe exceso de OH - actúa como un ácido y libera protones que lo neutralicen.

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18 PROPIEDADES DEL AGUA PROPIEDAD FISICOQUÍMICA FENÓMENO FÍSICO FUNCIÓN BIOLÓGICA Constante dieléctrica elevada Formación de puentes de hidrógeno entre las moléculas Fuerza de cohesión elevada Disolvente universal Se mantiene líquida en un amplio intervalo de temperaturas (entre 0º y 100º C) Es un líquido que no se comprime Es el medio donde se disuelven iones minerales y gran parte de los principios inmediatos Es el medio donde transcurren la mayoría de las reacciones de metabolismo Actúa como vehículo de transporte de sustancias disueltas La vida puede existir en diferente ambientes con climas distintos Actúa como esqueleto hidrostático en algunos invertebrados Comunica rigidez y turgencia a las plantas Fuerza de adhesión elevada Calor específico y calor latente de vaporización elevados Disminuye su densidad por debajo de 4ºC Fenómeno de capilaridad Ha de suministrarse mucho calor para elevar la temperatura 1ºC El hielo flota sobre el agua Explica en parte la ascensión de la savia por los vasos leñosos de las plantas Regula la temperatura tanto en seres vivos como en climas marítimos Permite que haya vida en aguas cubiertas por hielo

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20 LAS SALES MINERALES Según su solubilidad INSOLUBLES SOLUBLES Disociadas en cationes y aniones - 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 - Función catalítica: cofactores enzimáticos Cu + Mn 2+, Mg 2+, 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 -, Ca 2+ - Función tamponadora: carbonato/bicarbonato, monofosfato/bifosfato

21 DISPERSIONES COLOIDALES Y DISOLUCIONES VERDADERAS Elevada viscosidad: En los seres vivos resistencia DISOLVENTE=AGUA interna que presenta un líquido al movimiento relativo de sus moléculas. Elevado poder adsorbente: atracción SOLUTOS que = muchos ejerce la tipos superficie de moléculas de un sólido sobre las moléculas de un líquido o un gas. Efecto Tyndall: se observa cierta opalescencia al TIPOS iluminar lateralmente las dispersiones coloidales sobre un fondo oscuro. SUSPENSIONES COLOIDALES Movimiento browniano: SEGÚN movimiento ESTADO desordenado FÍSICO de las partículas en forma de zigzag DE LA FASE DISPERSA DISPERSIONES EMULSIONES COLOIDALES Sedimentación: si se someten a fuertes campos gravitatorios se sedimentan sus COLOIDALES partículas. COLOIDES LIÓFILOS SEGÚN AFINIDAD ENTRE Diálisis: solutos separación de alto de coloides de los cristaloides gracias a una membrana PARTÍCULAS Y FASE COLOIDES LIÓFOBOS semipermeable peso molecular. que sólo permite pasar a las moléculas pequeñas. Electroforesis: transporte de partículas coloidales a través 0,2 µm-0,001µm SOL de un gel debido a la acción de un campo eléctrico. SEGÚN ESTADO FÍSICO FASE DISPERSANTE GEL PROPIEDADES ELEVADA VISCOSIDAD ELEVADO PODER ADSORBENTE EFECTO TYNDALL MOVIMIENTO BROWNIANO SEDIMENTACIÓN DIÁLISIS ELECTROFORESIS DISOLUCIONES VERDADERAS Solutos de bajo peso molecular CARACTERÍSTICAS No sedimentan por ultracentrifugación Vacías ópticamente Partículas no adsorbentes ni diferenciables por electroforesis PROPIEDADES DIFUSIÓN ÓSMOSIS (CD) ESTABILIDAD DEL GRADO DE ACIDEZ (libro)

22 4. EL MEDIO CELULAR Y LA ÓSMOSIS Conceptos; disolución, gel, sol, soluto

23 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 O isoosmótica; igual concentración Pasa agua pero no las sustancias disueltas en ella

24 how_osmosis_works.html

25 OSMOSIS C. VEGETAL

26 OSMOSIS C. ANIMAL

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36 LOS SISTEMAS TAMPÓN Mantienen constante el PH Suelen ser disoluciones de sales de ácidos o bases débiles, cuyo equilibrio químico es capaz de aceptar o ceder protones al medio.

37 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.

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