Bioelementos Y Biomoleculas Flashcards
(79 cards)
Características de todos los seres vivos
- Están formados por los mismos bioelementos y biomoléculas.
- La célula es su unidad funcional, estructural y reproductora.
- Intercambian materia y energía: sistemas abiertos.
- Realizan las tres funciones vitales: nutrición, relación, reproducción.
- Son capaces de regular el medio interno: homeostasis.
- Son fruto de la evolución.
Niveles de organización
Nivel molecular
Átomos de bioelementos se unen y forman biomoléculas que, a su vez, se combinan originando complejos supramoleculares, como los ribosomas y las membranas.
Nivel celular
Orgánulos especializados en diferentes funciones conforman las células, unidades básicas de la vida con capacidad para realizar todas las funciones vitales.
Nivel orgánico
En la mayor parte de los organismos multicelulares, las células se especializan y forman tejidos que se disponen en estructuras con funciones específicas: los órganos. Grupos de órganos que cooperan para ejercer una función vital conforman los diferentes aparatos o sistemas de los seres vivos más complejos.
Nivel de ecosistema
Los individuos de la misma especie se relacionan entre sí formando poblaciones con el fin de buscar alimento, protección, pareja, etc. Las diferentes poblaciones que conviven en una zona se relacionan entre sí y componen la biocenosis o parte viva de los ecosistemas. El conjunto de todos los ecosistemas de la Tierra se denomina ecosfera. En ella interaccionan la biosfera, la atmósfera, la hidrosfera y la litosfera.
Bioelementos
-Los bioelementos son los elementos químicos con características idóneas para construir estructuras y realizar funciones vitales.
-De los elementos de la tabla periódica, unos 70 son bioelementos y unos 20 están presentes en casi todas las formas vivas.
-Los bioelementos pueden clasificarse según su abundancia en los seres vivos en bioelementos:
-Primarios
-Secundarios
-Oligoelementos
Bioelementos primarios
-Conforman más del 95 % de la materia viva.
-Son C, H, O y N.
-Sus principales propiedades son:
-Enlaces covalentes
Los bioelementos forman enlaces covalentes.
Cuentan con gran estabilidad.
Implican átomos pequeños.
-Grupos funcionales
Forman conjuntos característicos de átomos.
Confieren propiedades específicas a las biomoléculas.
-Medio externo
Se incorporan fácilmente del medio externo.
Propiedades del carbono
Sus principales propiedades son:
-Puede formar cuatro enlaces covalentes
estables o enlaces simples, dobles o triples.
-Compone el esqueleto básico de las
biomoléculas orgánicas.
-Puede formar:
-Enlaces simples con átomos de hidrógeno.
-Enlaces simples o dobles con átomos de
oxígeno y de nitrógeno.
-Grupos funcionales (carbonilo, carboxilo, etc.).
Bioelementos secundarios
Ca: forma parte del carbonato cálcico de los huesos y conchas e interviene en la contracción muscular, la transmisión del impulso nervioso y la coagulación sanguínea.
Na y K: intervienen en la transmisión nerviosa y la contracción muscular.
Oligoelementos
-Su abundancia en la materia viva es inferior al 0,1%.
-Su ausencia puede ocasionar graves trastornos.
-Se han identificado unos 60 oligoelementos, de los cuales, 12 están presentes en casi todos los seres vivos son los oligoelementos esenciales.
-Fe: forma parte de la hemoglobina y la mioglobina.
-F: forma parte del esmalte dentario.
Cu y Zn: cofactores enzimáticos.
Que son las Biomoleculas y su clasificación
Los átomos de los bioelementos se unen mediante enlaces químicos para formar las biomoléculas.
Las biomoléculas son los compuestos químicos que constituyen la materia viva.
Las biomoléculas se clasifican en dos grupos:
- Biomoléculas inorgánicas:
Simples, pobres en energía, con pocos átomos; son el agua, las sales minerales y los gases respiratorios (02 y CO2). - Biomoléculas orgánicas:
Complejas, ricas en energía, formadas por largas cadenas de carbono e hidrógeno, a las que se unen grupos funcionales. Pertenecen a este grupo: glúcidos, lípidos, proteinas y ácidos nucleicos.
Muchas de las biomoléculas orgánicas son macromoléculas, polimeros de elevada masa molecular, formados por la unión de moléculas más simples, los monómeros.
El enlace covalente
Se establecen entre átomos de electronegatividades elevadas, más o menos similares, que comparten electrones.
Están presentes en todas las biomoléculas orgánicas, en el H2O, O2 y el CO2.
Podemos diferenciar dos tipos de enlaces covalentes:
-Apolares
Entre átomos de electronegatividad igual o similar.
Ambos atraen por igual los electrones compartidos.
-Polares
Entre átomos de electronegatividad elevada y diferente.
El más electronegativo atrae hacia sí los electrones compartidos.
Di polos
Dipolos: moléculas con un polo en el que hay mayor densidad de cargas negativas (δ–) y otro con cierto exceso de cargas positivas (δ+).
Enlace covalente polar en la molécula de agua:
El O es más electronegativo, atrae con más fuerza a los electrones del enlace; genera una carga parcial negativa sobre el oxígeno (δ–).
El hidrógeno queda con un defecto de carga negativa, con carga parcial positiva (δ+).
Enlaces ionicos
Los enlaces iónicos se establecen entre un elemento muy electronegativo y otro muy electropositivo.
Los átomos del elemento electropositivo ceden electrones que los átomos electronegativos captan, y se convierten en iones:
aniones (negativos)
cationes (positivos)
Los aniones y cationes forman redes cristalinas. Son características de las sales minerales.
Por ejemplo: el cloruro sódico (NaCl) o sal común.
Puentes de hidrogeno
Interacciones intermoleculares de importancia vital.
Se establecen entre moléculas que tienen un H unido a un átomo muy electronegativo y de pequeño tamaño (O o N):
El O o N queda con mayor densidad de carga negativa (δ–).
El H queda con mayor densidad de carga positiva (δ+).
Los dipolos se unen mediante una atracción electrostática entre el H de una molécula y el N o el O de otra.
Están muy presentes en: el agua, las bases nitrogenadas, las proteínas, etc.
Fuerzas de Van der Waals
Son fuerzas de tipo electrostático, más débiles que los puentes de hidrógeno.
Pueden darse varios tipos de interacciones:
Dipolo-dipolo: las moléculas polares se orientan unas en relación con las otras.
Dipolo-dipolo inducido: una molécula polar induce un dipolo temporal en otra molécula no polar próxima.
Fuerzas de dispersión: atracciones débiles entre moléculas no polares que presentan dipolos temporales. Por ejemplo: entre las cadenas de C e H de los ácidos grasos.
El agua
El porcentaje de agua varía de unos seres vivos
a otros.
En el ser humano, depende de la edad, del tipo de tejido y del sexo.
En nuestro organismo:
2/3 del agua corporal se encuentra en el interior de las células.
Un 80 % del resto forma parte del líquido intersticial; el 20 % forma parte del plasma sanguíneo.
Hay un intercambio constante de agua.
Aportes y pérdida de agua
No disponemos de mecanismos para sintetizar agua en las cantidades necesarias, ni para almacenar reservas de ella, por lo que debemos ingerirla.
Los aportes/pérdidas de agua dependen:
Del agua ingerida, ya sea bebida o contenida en los alimentos.
Las pérdidas varían según:
La temperatura ambiental (que influye en la evaporación y sudoración).
La dieta.
La actividad física.
Estructura del agua
El agua está formada por dos átomos de hidrógeno unidos mediante un enlace covalente polar a un átomo de oxígeno.
Los H forman un ángulo de 104,5 grados.
Es un dipolo que facilita la formación de puentes de hidrógeno entre moléculas de agua y con otras moléculas polares.
Funciones del agua
Alto poder disolvente: transporta nutrientes
Elevado calor especifico: amortiguador de los cambios de temperatura
Elevado calor de vaporización: regulación térmica
Densidad máxima a 4ºC: permite la vida en loa mares polares
Elevada cohesión molecular: esqueleto hidrostático en células
Capilaridad: la savia bruta asciende de las raíces a las hojas
Tipos de sales minerales
Sólidas y disueltas
Las sales solidas
Las sales precipitadas o sólidas son sales con una función estructural y de protección.
Por ejemplo:
En el esqueleto interno de los vertebrados encontramos: fosfatos, cloruros y carbonatos de calcio.
En los caparazones de crustáceos y moluscos hay carbonato cálcico.
Las sales disueltas
Las sales ionizadas son las constituyentes de todos los fluidos extracelulares e intracelulares.
Los iones más frecuentes son:
Aniones: Cl– , PO43–, CO32–, HCO3–
Cationes: Na+, K+, Ca2+, Mg2+, Fe2+
Entre las funciones de las sales ionizadas o disueltas, destacan:
-Acciones específicas de los cationes
Funciones antagónicas: Na+y K+ aceleran los latidos cardíacos, Ca2+ realiza la acción contraria.
Los iones de Na+, K+, Cl- y Ca2+ participan en el mantenimiento del potencial de membrana y la transmisión del impulso nervioso.
-Función catalítica
Algunos iones como el Cu2+, Mn2+, Mg2+, Zn2+, etc. actúan como cofactores enzimáticos, necesarios para la acción catalítica de las enzimas.
-Función homeostática
Con el fin de neutralizar las variaciones del pH, los seres vivos han desarrollado, a lo largo del proceso evolutivo, los llamados sistemas amortiguadores de pH o sistemas tampón o buffer, que contribuyen a mantener el pH constante dentro de ciertos límites, aunque se añadan a la disolución ciertas cantidades de H+ u OH–.
Sistemas tampón
Los sistemas tampón consisten en un par ácido-base conjugado que actúan como dador y aceptor de protones, respectivamente.
Las sales minerales que actúa como tampones biológicos son:
Sistema tampón bicarbonato y fosfato
Ósmosis y presión osmótica
Ósmosis: el paso de agua a través de una membrana semipermeable (que permite el paso del agua, pero no de los solutos) que separa dos disoluciones de diferente concentración. El paso de agua se detiene cuando las concentraciones se igualan. La membrana celular se considera una membrana semipermeable.
Presión osmótica: es la presión que habría que aplicar para detener el flujo de agua a través de una membrana semipermeable que separa dos disoluciones de diferente concentración.
Difusión
La difusión consiste en el movimiento pasivo de moléculas disueltas (soluto) desde un área de mayor concentración a otra área de menor concentración. El proceso continúa hasta igualar las concentraciones.
Diálisis
La diálisis es el paso de agua y partículas disueltas de pequeño tamaño a través de una membrana de diálisis, la cual permite el paso de moléculas de pequeño tamaño como sales minerales, pero no deja pasar las macromoléculas.