Volver a la portadaQuímica · undécimo año · Cambiar asignatura
Empezar gratis
Undécimo 11° · Química
Las biomoléculas · Bioelementos y biomoléculas

Bioelementos y biomoléculas inorgánicas

Imagine un fresco natural de cas en la feria del agricultor: casi todo lo que hay en el vaso es agua con unas pocas sales y azúcares disueltos. Solo unos veinte elementos de la tabla periódica forman parte de la materia viva, y cuatro de ellos (C, H, O y N) suman más del 95 % de la masa de cualquier ser vivo. En esta página verá por qué la vida «eligió» tan pocos elementos y por qué el agua y las sales minerales, que no tienen carbono, son imprescindibles.

Bioelementos: primarios, secundarios y oligoelementos

Si se calcina una muestra de tejido vegetal o animal en el laboratorio, casi todo su peso se pierde en forma de gases y queda solo una pequeña porción de cenizas inorgánicas. ¿Qué elementos formaban la parte que ardió y cuáles las cenizas?

Diagrama de barras horizontales que compara la abundancia relativa en la materia viva de los bioelementos primarios, secundarios y oligoelementos: la caja de los primarios es la más ancha y la de los oligoelementos la más estrecha. abundancia relativa en la materia viva (escala no lineal) primarios: C, H, O, N, P, S (> 95 %) secundarios: Ca, Na, K, Cl, Mg 0,1 % – 2 % < 0,1 % oligoelementos: Fe, Zn, Cu, I… la anchura de cada caja no representa su importancia, solo su cantidad

El agua: una molécula polar unida por puentes de hidrógeno

Molécula de agua con geometría angular: el oxígeno (δ⁻) unido por enlaces covalentes a dos hidrógenos (δ⁺) con un ángulo de unos 104,5° y el dipolo eléctrico resultante. ángulo ≈ 104,5° O (δ⁻) H (δ⁺) H (δ⁺) dipolo eléctrico Molécula de agua angular en el centro, unida por cuatro puentes de hidrógeno a cuatro moléculas vecinas: sus dos hidrógenos δ⁺ atraen el oxígeno δ⁻ de dos vecinas y su oxígeno δ⁻ atrae un hidrógeno δ⁺ de cada una de las otras dos. Cada molécula de agua puede formar hasta 4 puentes de hidrógeno O O O O O H H H H H H H H H H δ⁻ δ⁻ δ⁻ δ⁺ δ⁺ δ⁺ δ⁺ puente de hidrógeno (entre moléculas) enlace covalente O–H (dentro de la molécula)
Practica★☆☆Sin empezar
Indique dos funciones del agua en los seres vivos que sean consecuencia directa de su polaridad y explique brevemente cada una de ellas.

Indique dos funciones del agua en los seres vivos que sean consecuencia directa de su polaridad y explique brevemente cada una de ellas.

Resolver
Practica★★★Sin empezar
A diferencia de casi todos los líquidos, cuya densidad aumenta de forma continua conforme se enfrían hasta solidificar, el agua alcanza su densidad máxima a 4 °C (1,000…

A diferencia de casi todos los líquidos, cuya densidad aumenta de forma continua conforme se enfrían hasta solidificar, el agua alcanza su densidad máxima a 4 °C (1,000 g/cm³) y disminuye a 0,917 g/cm³ al congelarse a 0 °C.

  1. a) Explique la causa molecular de esta anomalía térmica del agua, describiendo cómo se reorganizan los enlaces por puentes de hidrógeno en la transición de agua líquida a hielo.
  2. b) Imagine un escenario hipotético en el que el agua no presentara esta anomalía y el hielo fuera más denso que el agua líquida. Prediga de forma razonada la evolución térmica y física que experimentaría un lago de montaña de 20 m de profundidad durante un invierno con temperaturas de -10 °C, y justifique cómo afectaría a la supervivencia de los organismos acuáticos bentónicos y nectónicos.
Resolver

Propiedades del agua y sus funciones biológicas

Practica★★☆Sin empezar
Relacione la elevada capacidad calorífica del agua con la termorregulación de los organismos y ponga un ejemplo que muestre esa función en un ser vivo concreto.

Relacione la elevada capacidad calorífica del agua con la termorregulación de los organismos y ponga un ejemplo que muestre esa función en un ser vivo concreto.

Resolver

Las sales minerales: disueltas y precipitadas

El agua potable del AyA lleva sales minerales disueltas, igual que el suero oral que se da en una deshidratación. Pero esas mismas sales, en el esqueleto, están sólidas. ¿Qué cambia entre un estado y otro?

Comparación entre sales minerales disueltas, con iones Na⁺, K⁺, Cl⁻ y Ca²⁺ libres en el agua y rodeados de una capa de hidratación, y sales precipitadas, que forman una red cristalina sólida e insoluble de iones calcio y aniones como fosfato o carbonato, propia del hueso o de la concha. disueltas precipitadas H₂O Na⁺ Cl⁻ K⁺ Ca²⁺ capa de hidratación Ca²⁺ PO₄³⁻ o CO₃²⁻ cristal sólido insoluble iones móviles en el agua (líquidos corporales) sostén y protección (hueso, concha)

Disoluciones amortiguadoras y estabilidad del pH

Si echa una gota de ácido en agua pura, el pH cae mucho; si la echa en plasma sanguíneo, casi no cambia. ¿Cómo evitan los fluidos biológicos los cambios bruscos de acidez?

Una disolución amortiguadora (buffer) combina una especie capaz de captar H⁺ con su forma protonada, que puede cederlos. Amortigua los cambios de pH, pero su capacidad es limitada. Destacan el sistema bicarbonato en el medio extracelular y el fosfato en el intracelular.

$$\mathrm{H_2PO_4^-\rightleftharpoons H^++HPO_4^{2-}}$$ Una disolución amortiguadora de fosfato: ante un exceso de H⁺ la base HPO₄²⁻ capta un protón y pasa a H₂PO₄⁻; si faltan H⁺, el H₂PO₄⁻ cede un protón y vuelve a HPO₄²⁻. Exceso de H⁺: la base los capta H+ + HPO42− base H H2PO4− ácido Faltan H⁺: la forma ácida los cede H H2PO4− ácido HPO42− base + H+

Vuelva al principio: de todos los elementos, la vida «eligió» sobre todo C, H, O y N porque son pequeños y livianos y comparten electrones formando enlaces covalentes estables y variados, ideales para construir biomoléculas. Y el agua del fresco de cas, con sus sales disueltas, resulta ser el medio donde esas biomoléculas funcionan.

Resumen

Ver todos los ejercicios de este apartado