TEMA 1: AGUA Y SALES MINERALES
● BIOELEMENTOS: elementos químicos que forman parte de los seres vivos
● Primarios (96-98): C, H, O, N, P, S. (Formación de biomoléculas orgánicas como glúcidos, lípidos y
ácidos nucleicos)
● Secundarios (2-4): Na, K, Ca, Mg, Cl… Podemos distinguir:
- Indispensables: imprescindibles para la vida de la célula y se encuentran en todos los seres
vivos
- Variables: sí pueden faltar en algunos organismos
Algunas funciones de los bioelementos secundarios:
Magnesio: forma parte de la molécula de clorofila.
Calcio: forma parte de los carbonatos de calcio de estructuras esqueléticas.
Sodio: necesario para la conducción nerviosa.
Potasio: necesario para la conducción nerviosa y la contracción muscular.
Cloro: mantener el balance de agua en la sangre y fluído intersticial.
Hierro: catalizador en reacciones químicas
Yodo: necesario para la síntesis de la tiroxina (hormona).
Flúor: forma parte del esmalte dentario y de los huesos.
● Oligoelementos (0,1) fundamentales. Mn, Fe, Cu, Zn… No es necesaria una gran cantidad de ellos,
siendo suficiente una pequeña cantidad de ellos para que el organismo viva. Algunos elementos y sus
funciones son : Fe- hemoglobina. Cu-enzimas y hemocianina. Co- vitamina B12. I- acción hormonal de
la tiroides. F – formación de los dientes.
● BIOMOLÉCULAS: moléculas que forman parte de los seres vivos. Formadas por los bioelementos.
● Inorgánicas: pertenecen a seres vivientes y a cuerpos inertes pero son de vital importancia.
No están basadas en el carbono. (agua, gases monoatómicos y sales minerales)
● Orgánicas: Glúcidos (fuente primaria de energía), lípidos (almacenan energía y son importantes
componentes estructurales), proteínas , ácidos nucleicos (bloques estructurales del ADN y ARN). Las
moléculas orgánicas son:
- Los glúcidos o carbohidratos son la fuente primaria de energía química para los sistemas
vivos. Los más simples son los monosacáridos o azúcares simples. Los monosacáridos
pueden combinarse para formar disacáridos y polisacáridos.
- Los lípidos son moléculas hidrofóbicas que, almacenan energía y son importantes
componentes estructurales. Incluyen las grasas y los aceites, los fosfolípidos, las ceras, el
colesterol...
- Las proteínas son moléculas muy grandes compuestas de cadenas largas de aminoácidos.
Provienen de sólo 20 aminoácidos diferentes que puedem sintetizar diferentes tipos de
moléculas proteínicas, cada cual cumple una función altamente específica.
- Los nucleótidos son moléculas complejas formadas por un grupo fosfato, un azúcar de cinco
carbonos y una base nitrogenada. Son los bloques estructurales del ADN y ARN, que
transmiten y traducen la información genética. Los nucleótidos también desempeñan papeles
centrales en los intercambios de energía. El principal portador de energía en la mayoría de
las reacciones químicas intracelulares es un nucleótido que lleva tres fosfatos, el ATP.
El Carbono: ¿Por qué el C es el bioelemento más importante de la estructura de los sv?
- Forma 4 enlaces covalentes altamente estables.
- Posibilidad de formar distintas cadenas carbonadas (lineales, ramificadas, cíclicas).
- Posibilidad de formar distintos tipos de enlace entre átomos (simple, doble, triple).
- Posibilidad de formar distintos grupos funcionales (alcohol, ácido, amina, éster…).
ÁP
, - Las especiales propiedades de enlace del carbono permiten la formación de una gran
variedad de moléculas (glúcidos, lípidos, proteínas y ácidos nucleicos)
- Los cuatro enlaces covalentes formados están dirigidos en el espacio hacia
los cuatro vértices de un tetraedro imaginario, esto permite la
formación de estructuras tridimensionales, que constituyen al unirse unas
con otras muchas estructuras supramoleculares como las membranas, los
ribosomas, centríolos, etc.
EL AGUA:
Se puede encontrar el agua en la materia viva en tres formas:
- Como agua circulante: en la sangre, en la savia, etc.
- Como agua intersticial, entre las células.
- Como agua intracelular, dentro de la célula, en el citosol y en el interior de los orgánulos celulares.
Estructura del agua (confiere ciertas características y propiedades):
● Molécula angular (dos pares de electrones solitarios en el O que
repelen a los enlazantes).
● Angular→Dipolo (dos zonas con distinta densidad de carga
electrónica diferenciadas). Oxígeno muy electronegativo
(capacidad de atraer electrones) por lo que los electrones se ponen
cerca del O→densidad de carga negativa, zona con e-.
● Dipolo→Forma puentes de hidrógeno como fuerza intermolecular
y por ello es líquida a temperatura ambiente (sino sería gaseosa).
Puentes de hidrógeno
Molécula de H2O -> hay una gran diferencia de electronegatividad entre el O y el
H -> O atrae los electrones de H porque tiene más protones por lo tanto mayor
atracción electroestática -> provoca que haya polos -> molécula dipolo -> H atrae
el O de otras moléculas porque está parcialmente cargada positivamente -> los
enlaces son muy débiles porque los elementos de la molécula siguen teniendo
ocupados todos sus electrones -> la molécula sigue siendo neutra la diferencia es
que el H y el O están PARCIALMENTE cargados -> el débil enlace provoca que
estén todo el tiempo cambiando de enlace, pero lo hacen en un tiempo muy corto -
> por lo que las moleculas están mas unidas que unas que no tienen ningun tipo de
enlace
PROPIEDADES DEL AGUA (importante saber relacionar sus propiedades con las
funciones biológicas con las que se relacionan).
1. Gran poder disolvente esta constante está relacionada con la polaridad de la
sustancia. Al ser altamente polar es:
● El disolvente universal por excelencia (“semejante disuelve a semejante”)
El agua (polar) disuelve a todas las moléculas polares.
● Transporta sustancias y actúa como medio de reacción.
2. Alto calor específico: ( energía que se necesita para hacer subir la temperatura) El
calor que necesitamos aportar al agua para que su temperatura aumente un grado.
Es muy alto porque se emplea en romper los pdeh.
● Termorregulador (amortigua los cambios térmicos bruscos).
3. Alto calor de vaporización: El calor necesario para que el H2O pase a estado
gaseoso requiere romper todos los pdeh, por eso es muy alto.
ÁP
, ● Refrigerante (disminuye la temperatura corporal mediante el sudor).
4. Alta fuerza de adhesión, cohesión y elevada tensión superficial: alta cohesión
entre moléculas por los puentes de hidrogeno.
● Da volúmen a las células y turgencia de las plantas. (cohesión)
● Permite el desplazamiento de seres vivos en el agua. (tensión superficial)
● Permite el ascenso del agua por capilaridad. (adhesión)
5. Baja densidad: Máxima densidad a los 4ºC (El agua, al enfriarse, contrae su V,
pero a los 4 ºC cesa la contracción y se dilata hasta transformarse en hielo) El agua
estado sólido es menos densa que en estado líquido
Permite que el agua en estado sólido flote sobre el agua en estado líquido
Líquido Sólido
IONIZACIÓN DEL AGUA
Es una cte, por lo que si uno de los dos sube, el otro debe bajar y
viceversa, esto se debe a que sea la cantidad que sea siempre dará
10-14 M. Es por eso que:
H+ = OH- = 10-7
H+ x OH- = 10-14 M
Tenemos que H+ = 10-7 pero podemos expresarlo de otra manera:
-log 10-7 = 7
Con esto conseguimos la base de la escala de pH
Si [H3O+] > [OH-] el pH baja a menos de 7 y se dice que la disolución es ácida. Esto
ocurre cuando se añade al agua una sustancia donadora de protones [H +], un ácido.
Si [OH-] > [H3O+] el pH sube a más de 7 y se dice que la disolución es básica (o
alcalina). Esto ocurre cuando se añade al agua una sustancia donadora de hidroxilos
[OH-], una base (NaOH por ejemplo).
ÁP
● BIOELEMENTOS: elementos químicos que forman parte de los seres vivos
● Primarios (96-98): C, H, O, N, P, S. (Formación de biomoléculas orgánicas como glúcidos, lípidos y
ácidos nucleicos)
● Secundarios (2-4): Na, K, Ca, Mg, Cl… Podemos distinguir:
- Indispensables: imprescindibles para la vida de la célula y se encuentran en todos los seres
vivos
- Variables: sí pueden faltar en algunos organismos
Algunas funciones de los bioelementos secundarios:
Magnesio: forma parte de la molécula de clorofila.
Calcio: forma parte de los carbonatos de calcio de estructuras esqueléticas.
Sodio: necesario para la conducción nerviosa.
Potasio: necesario para la conducción nerviosa y la contracción muscular.
Cloro: mantener el balance de agua en la sangre y fluído intersticial.
Hierro: catalizador en reacciones químicas
Yodo: necesario para la síntesis de la tiroxina (hormona).
Flúor: forma parte del esmalte dentario y de los huesos.
● Oligoelementos (0,1) fundamentales. Mn, Fe, Cu, Zn… No es necesaria una gran cantidad de ellos,
siendo suficiente una pequeña cantidad de ellos para que el organismo viva. Algunos elementos y sus
funciones son : Fe- hemoglobina. Cu-enzimas y hemocianina. Co- vitamina B12. I- acción hormonal de
la tiroides. F – formación de los dientes.
● BIOMOLÉCULAS: moléculas que forman parte de los seres vivos. Formadas por los bioelementos.
● Inorgánicas: pertenecen a seres vivientes y a cuerpos inertes pero son de vital importancia.
No están basadas en el carbono. (agua, gases monoatómicos y sales minerales)
● Orgánicas: Glúcidos (fuente primaria de energía), lípidos (almacenan energía y son importantes
componentes estructurales), proteínas , ácidos nucleicos (bloques estructurales del ADN y ARN). Las
moléculas orgánicas son:
- Los glúcidos o carbohidratos son la fuente primaria de energía química para los sistemas
vivos. Los más simples son los monosacáridos o azúcares simples. Los monosacáridos
pueden combinarse para formar disacáridos y polisacáridos.
- Los lípidos son moléculas hidrofóbicas que, almacenan energía y son importantes
componentes estructurales. Incluyen las grasas y los aceites, los fosfolípidos, las ceras, el
colesterol...
- Las proteínas son moléculas muy grandes compuestas de cadenas largas de aminoácidos.
Provienen de sólo 20 aminoácidos diferentes que puedem sintetizar diferentes tipos de
moléculas proteínicas, cada cual cumple una función altamente específica.
- Los nucleótidos son moléculas complejas formadas por un grupo fosfato, un azúcar de cinco
carbonos y una base nitrogenada. Son los bloques estructurales del ADN y ARN, que
transmiten y traducen la información genética. Los nucleótidos también desempeñan papeles
centrales en los intercambios de energía. El principal portador de energía en la mayoría de
las reacciones químicas intracelulares es un nucleótido que lleva tres fosfatos, el ATP.
El Carbono: ¿Por qué el C es el bioelemento más importante de la estructura de los sv?
- Forma 4 enlaces covalentes altamente estables.
- Posibilidad de formar distintas cadenas carbonadas (lineales, ramificadas, cíclicas).
- Posibilidad de formar distintos tipos de enlace entre átomos (simple, doble, triple).
- Posibilidad de formar distintos grupos funcionales (alcohol, ácido, amina, éster…).
ÁP
, - Las especiales propiedades de enlace del carbono permiten la formación de una gran
variedad de moléculas (glúcidos, lípidos, proteínas y ácidos nucleicos)
- Los cuatro enlaces covalentes formados están dirigidos en el espacio hacia
los cuatro vértices de un tetraedro imaginario, esto permite la
formación de estructuras tridimensionales, que constituyen al unirse unas
con otras muchas estructuras supramoleculares como las membranas, los
ribosomas, centríolos, etc.
EL AGUA:
Se puede encontrar el agua en la materia viva en tres formas:
- Como agua circulante: en la sangre, en la savia, etc.
- Como agua intersticial, entre las células.
- Como agua intracelular, dentro de la célula, en el citosol y en el interior de los orgánulos celulares.
Estructura del agua (confiere ciertas características y propiedades):
● Molécula angular (dos pares de electrones solitarios en el O que
repelen a los enlazantes).
● Angular→Dipolo (dos zonas con distinta densidad de carga
electrónica diferenciadas). Oxígeno muy electronegativo
(capacidad de atraer electrones) por lo que los electrones se ponen
cerca del O→densidad de carga negativa, zona con e-.
● Dipolo→Forma puentes de hidrógeno como fuerza intermolecular
y por ello es líquida a temperatura ambiente (sino sería gaseosa).
Puentes de hidrógeno
Molécula de H2O -> hay una gran diferencia de electronegatividad entre el O y el
H -> O atrae los electrones de H porque tiene más protones por lo tanto mayor
atracción electroestática -> provoca que haya polos -> molécula dipolo -> H atrae
el O de otras moléculas porque está parcialmente cargada positivamente -> los
enlaces son muy débiles porque los elementos de la molécula siguen teniendo
ocupados todos sus electrones -> la molécula sigue siendo neutra la diferencia es
que el H y el O están PARCIALMENTE cargados -> el débil enlace provoca que
estén todo el tiempo cambiando de enlace, pero lo hacen en un tiempo muy corto -
> por lo que las moleculas están mas unidas que unas que no tienen ningun tipo de
enlace
PROPIEDADES DEL AGUA (importante saber relacionar sus propiedades con las
funciones biológicas con las que se relacionan).
1. Gran poder disolvente esta constante está relacionada con la polaridad de la
sustancia. Al ser altamente polar es:
● El disolvente universal por excelencia (“semejante disuelve a semejante”)
El agua (polar) disuelve a todas las moléculas polares.
● Transporta sustancias y actúa como medio de reacción.
2. Alto calor específico: ( energía que se necesita para hacer subir la temperatura) El
calor que necesitamos aportar al agua para que su temperatura aumente un grado.
Es muy alto porque se emplea en romper los pdeh.
● Termorregulador (amortigua los cambios térmicos bruscos).
3. Alto calor de vaporización: El calor necesario para que el H2O pase a estado
gaseoso requiere romper todos los pdeh, por eso es muy alto.
ÁP
, ● Refrigerante (disminuye la temperatura corporal mediante el sudor).
4. Alta fuerza de adhesión, cohesión y elevada tensión superficial: alta cohesión
entre moléculas por los puentes de hidrogeno.
● Da volúmen a las células y turgencia de las plantas. (cohesión)
● Permite el desplazamiento de seres vivos en el agua. (tensión superficial)
● Permite el ascenso del agua por capilaridad. (adhesión)
5. Baja densidad: Máxima densidad a los 4ºC (El agua, al enfriarse, contrae su V,
pero a los 4 ºC cesa la contracción y se dilata hasta transformarse en hielo) El agua
estado sólido es menos densa que en estado líquido
Permite que el agua en estado sólido flote sobre el agua en estado líquido
Líquido Sólido
IONIZACIÓN DEL AGUA
Es una cte, por lo que si uno de los dos sube, el otro debe bajar y
viceversa, esto se debe a que sea la cantidad que sea siempre dará
10-14 M. Es por eso que:
H+ = OH- = 10-7
H+ x OH- = 10-14 M
Tenemos que H+ = 10-7 pero podemos expresarlo de otra manera:
-log 10-7 = 7
Con esto conseguimos la base de la escala de pH
Si [H3O+] > [OH-] el pH baja a menos de 7 y se dice que la disolución es ácida. Esto
ocurre cuando se añade al agua una sustancia donadora de protones [H +], un ácido.
Si [OH-] > [H3O+] el pH sube a más de 7 y se dice que la disolución es básica (o
alcalina). Esto ocurre cuando se añade al agua una sustancia donadora de hidroxilos
[OH-], una base (NaOH por ejemplo).
ÁP
