Bioelementos y biomoléculas inorgánicas

Explique la diferencia entre bioelementos primarios, secundarios y oligoelementos, y ponga un ejemplo concreto de cada uno de los tres grupos.

Observe el gráfico de barras de la abundancia de los principales bioelementos en la materia viva. Indique a qué grupo de bioelementos pertenecen los cuatro elementos más abundantes, qué porcentaje de la materia viva representan aproximadamente en conjunto y por qué se consideran imprescindibles para formar biomoléculas.

Puede hacerlo en papel y enviar una foto con su respuesta.

Se analiza en el laboratorio la composición elemental (% en masa seca) de dos muestras desconocidas:

• Muestra 1: Oxígeno 62.4 %, Carbono 19.8 %, Hidrógeno 9.5 %, Nitrógeno 3.1 %, Calcio 1.4 %, Hierro 0.005 %, Zinc 0.003 %.

• Muestra 2: Oxígeno 46.6 %, Silicio 27.7 %, Aluminio 8.1 %, Hierro 5.0 %, Calcio 3.6 %, Carbono 0.03 %.

1. a) Deduce razonadamente cuál de las muestras procede de materia viva y cuál de la corteza terrestre, justificando tu elección a partir de las propiedades fisicoquímicas del carbono que lo hacen más idóneo que el silicio para constituir las biomoléculas.
2. b) A partir de los datos de la muestra biológica, clasifica sus elementos en primarios, secundarios y oligoelementos atendiendo a su abundancia relativa.
3. c) Justifica por qué un oligoelemento como el zinc es tan indispensable para el mantenimiento de la vida celular como el carbono, a pesar de encontrarse en una proporción miles de veces inferior.

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

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.

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.

Una célula acumula iones $\text{K}^+$ en su interior y mantiene iones $\text{Na}^+$ en el exterior. Explique en qué forma se encuentran estas sales minerales en el medio celular (disueltas o precipitadas) y nombre dos funciones que pueden desempeñar.

El esqueleto humano contiene sales de calcio en forma precipitada. Nombre una sal mineral concreta que lo forme y explique qué ventaja aporta que esté precipitada en lugar de disuelta.

En un cultivo hidropónico experimental se estudia el efecto de la deficiencia de bioelementos en plántulas de tomate. El lote 1 crece en un medio carente de nitrógeno y el lote 2 en un medio carente de hierro. Tras dos semanas, ambos lotes sufren clorosis severa y detención del crecimiento. Un alumno afirma que las consecuencias en el lote 2 deberían ser insignificantes en comparación con el lote 1, argumentando que el nitrógeno representa alrededor del 3 % de la masa seca de la planta (bioelemento primario), mientras que el hierro supone menos del 0.01 % (oligoelemento).

1. a) Rebate el argumento del alumno explicando la diferencia fundamental entre el papel biológico de los bioelementos primarios y el de los oligoelementos.
2. b) Justifica a nivel bioquímico por qué la carencia de una cantidad tan minúscula de hierro bloquea la síntesis de clorofila y la fotosíntesis con una gravedad comparable a la falta de nitrógeno.