Composición de la materia viva

1. Composición de la materia viva Marta Gutiérrez del Campo

2. Bioelementos y Biomoléculas Son aquellos elementos del sistema periódico que forman parte de la materia viva. BIOELEMENTOS PRIMARIOS. C, H, O, N, P, S Que constituyen el 96% de la materia viva. El hecho de que el C, H, O, N, P, S, sean los bioelementos primarios que se pueden unir entre si mediante enlaces covalentes estables. Pero susceptibles de romperse con relativa facilidad, para dar lugar a otras moléculas. BIOELEMENTOS SECUNDARIOS Y OLIGOELEMENTOS Se encuentran en baja proporción, algunos son indispensables porque están en todos los seres vivos: Ca, K, Na, Mg, Cl, Te, Si, Cu, Mn, B, F, I y otro son variables, porque solo están en algunos seres vivos Bi, Zn, Al, Li… Cuando la proporción es menos de 0,1% se les llama oligoelementos: Fe y en algunos seres vivos I, Cu, Co, F, Si y Li http://www.lenntech.com/periodic-chart.htm?gclid=CPD7oseCjJYCFQyD1QodgxgDEQ

3. Agua Biomoléculas Inorgánicas Agua, sales minerales y algunos gases como CO2, O2,… Orgánicas Glúcidos, lípidos, proteínas y ácidos nucleídos. Estructural (proteínas, sales minerales…) Energética (grasa) biocatalizadores (proteínas). Funciones Sustancia más abundante de la materia terrestre En el hombre 63% de su peso No todos los tejidos contienen la misma cantidad En los seres vivos se encuentra como agua circulante, en sangre, savia,… como agua de inhibición rellenando el tejido intersticial. O como agua combinada formada parte de las reacciones químicas Agua Estructura: Enlace de hidrógeno Líquido a temperatura ambiente Es un dipolo Cargas desiduales favorecen la formación del puentes de hidrogeno con otras moléculas, Estas moléculas quedan cargadas, el oxigeno electronegativo negativamente y el hidrogeno positivamente En el agua estos puentes unos 3, 4,…, 8 unidades por lo que el agua es liquida y no gaseosa. Estos puentes son transitivos

4. Agua Funciones Disolvente Se debe a la formación de puentes de hidrogeno con otras sustancias polares, con grupos –OH, -NH2, -COOH. En las sustancias iónicas como el cloruro sódico los iones son fuertemente atraídos por los dipolos de agua. En el caso de las grasas y ácidos grasos que son sustancias antipáticas, al disolverse en agua, forman macrocapas, bicapas o micelas. • Medio donde transcurren la mayoría de las reacciones del metabolismo. • Aporte de nutrientes y eliminación de sustancias de deshecho se realiza a través de sistemas de transporte acuoso http://www.edumedia-share.com/media.php?id=416

5. Agua Termorreguladora Debido a su elevado calor especifico y a su alto calor de vaporización, el agua es bien amortiguador de los cambios bruscos de temperatura. El calor específico: es la cantidad de calor que hay que aplicar a un gramo de agua para que eleve su temperatura en 1ºC y es de una caloría por gramo y por grado centígrado, El calor de fisión también es elevado 80 calorías por gramo y evita la congelación de los seres vivos, además el agua sólida es menos densa que el agua liquida por lo que el hielo flota y permite la vida en zonas con temperaturas muy frías. El calor de vaporización es el calor o cantidad de calor que hay que suministrar a un grado de agua a 100ºC para que pese de estado liquido a gaseoso, y es de 540 cal/g esto permite a los seres vivos a disminuir la temperatura corporal por medio de la evaporización y la transpiración http://www.uam.es/departamentos/ciencias/qorg/docencia_red/ada/frameset.htm

6. Agua Transporte El agua es un buen vehículo de transporte de sustancias debido a su capacidad disolvente y a sus elevadas fuerzas de adhesión y de cohesión entre sus moléculas. Las fuerzas de cohesión son debidas a los puentes de hidrogeno entre sus moléculas, que están fuertemente unidas formando una estructura compacta. Las fuerzas de adhesión también son debidos a los puentes de hidrogeno que se establecen entre el agua y otras sustancias polares y junto con la cohesión es responsable de la capilaridad, a esto se debe la ascensión de la savia bruta. También podemos observar que el agua tiene elevada tensión superficial. El agua tiene máxima tensión superficial de entre los líquidos salvo alguna excepción como el mercurio.

7. Agua Reacciones de hidrólisis Tiene lugar mediante la Incorporación de los radicales –OH y –H procedentes de las moléculas de agua. En las sustancias iónicas como el cloruro sódico los iones son fuertemente atraídos por los dipolos de agua. Las enzimas hidrolíticas han explotado la capacidad del agua para romper determinados enlaces y degradan los compuestos orgánicos en otros más simples durante los procesos digestivos. C12O22O11 + H2O  2 C6H12O6

8. Sales minerales • Precipitados formando estructuras sólidas con función esquelética: • carbonato cálcico: moluscos. • sílice: diatomeas. • Disueltos en forma de iones mas abundantes: • cationes Na+, Ca2+, K+, Mg2+. • aniones o iones Cl-, SO42-, PO43-, Co32-, HCO3-, NO3-. • También asociados a sustancias orgánicas: • a proteínas  fosfoproteína • a lípidos  fosfolipidos…. • Forman estructuras esqueléticas. • Estabilizan disoluciones coloidales: soluto con elevado peso molecular. • Mantener el grado de salinidad en el medio interno. • Constituir asociaciones amortiguadores: regular el pH. • Acciones específicas. http://www.um.es/molecula/sales07.htm

9. Sales minerales Funciones Regulación de pH Dos moléculas de agua se pueden ionizar. 2H2O H3O+ + OH- El agua no es un líquido químicamente puro solución iónica: H3O+ y OH- En el agua pura a 25ºC el producto uno es: Kw = [H3O+]·[OH–]=10–14 log Kw = log [H3O+] + log [OH–] –14 = log [H3O+] + log [OH–] 14 = –log [H3O+] – log [OH–] pH + pOH = 14 pH = log 1/[ H+] = - log [ H+] Como el agua pura es químicamente neutral la concentración de [ H+] es igual a la concentración de [OH-]

10. Sales minerales Osmosis y presión osmótica Osmosis Paso de disolvente a través de una membrana semipermeable Se hace en contra de un gradiente de disolución menos concentrada más diluida más concentrada

11. Sales minerales Osmosis y presión osmótica Presión osmótica Presión necesaria para detener el flujo de agua a través de la membrana semipermeable. A mayor concentración mayor presión osmótica. • Hipertónicas cuando la presión osmótica es mas alta que el de la otra. • Hipotónicas cuando la presión osmótica es menos alta que el de la otra. • El agua pasara de la hipotónica a la hipertónica. • Isotónica cuando las dos tiene la mima presión osmótica.

12. Sales minerales Osmosis y presión osmótica Osmorregulación Forma activa de regular la presión osmótica del medio interno del cuerpo para mantener la homeostasis de los líquidos del cuerpo. http://recursos.cnice.mec.es/biosfera/alumno/2bachillerato/biomol/invesosmos.htm • Peces de agua dulce viven en un medio hipotónico, el agua tiende a entrar en su cuerpo por ósmosis y a través de las branquias. Por ello, tienen que eliminar el exceso de agua, con lo que la orina está muy diluida y es abundante. • Peces de agua salada viven es hipertónico. • Los peces óseos (teleósteos) ingieren gran cantidad de agua salada por la boca y reabsorbiéndola casi toda en sus riñones, con lo que la cantidad de orina excretada es muy pequeña y concentrada. • Los peces cartilaginosos (elasmobranquios), han transformado su medio interno en ligeramente hipertónico (prácticamente isotónico) respecto al agua del mar, para lo cual acumulan una alta concentración de urea que sería tóxica para otros animales. No ingieren agua, penetra por ósmosis y segregan una orina hipotónica y abundante, la sal se excreta por una glándula situada en la región posterior del intestino.

13. Carácter coloidal de la materia viva Disoluciones verdaderas Moléculas dispersas en un disolvente tienen diámetros inferiores a 10-7 cm. http://medicina.usac.edu.gt/quimica/coloides/Coloides_1.htm Dispersiones coloidales o simplemente coloides Cuando los diámetros de las partículas son superiores y oscilan entre 10-7 y 2 x10-5 cm, se forman unas mezclas heterogéneas. • Sol. Un coloide tiene aspecto líquido, las moléculas de soluto que constituyen la fase dispersa se encuentran en menor cantidad que las de la fase dispersante líquida • Gel. Un coloide en forma de gel tiene aspecto semisólido y gelatinoso • Hidrófilos cuando contienen moléculas polares que son atraídas por las moléculas de agua. • Hidrófobos cuando contienen moléculas no polares. En las células, los estados de sol y gel se alternan según las variaciones de concentración de las partículas coloidales y los lugares en los que se encuentran

14. Primarios son C, H, O, N, P,S Se Clasifican Secundarios son Ca, Na, K,... Bioelementos son forman Oligoelementos I, Fe, Li,... Biomoléculas Se clasifican Simples Compuestas Pueden ser como Inorgánicas Orgánicas como como Glúcidos Lípidos Proteínas A. Nucleicos Oxígeno molecular Nitrógeno molecular Agua S.minerales Alta Fuerrza de cohesión Se encuentran Precipitadas como CaCO3 Presenta Alto calor específico Disueltas como Na+, Cl- Propiedades físico- qcas Funciones biológicas Disolvente como Alto calor vaporización como Bioquímica Alta cte dieléctrica Transporte