UNIDAD 1. LA BASE FÍSICO-QUÍMICA DE LA VIDA: BIOELEMENTOS Y BIOMOLÉCULAS Bioelementos o elementos biogénicos: Concepto. Clasificación. Propiedades del C que le hacen idóneo para constituir los seres vivos 2. Biomoléculas o principios inmediatos Concepto. Tipos: biomoléculas inorgánicas y orgánicas 3. Biomoléculas inorgánicas: el agua y las sales minerales 3.1. El agua Estructura molecular. Propiedades físico-químicas del agua derivadas de su estructura. Funciones biológicas en relación con sus propiedades 3.2. Las sales minerales Estado físico de las sales minerales en los seres vivos. Estado sólido y en disolución. Función de las sales en estado sólido y ejemplos. Funciones de las sales en disolución y ejemplos. Concepto y regulación del pH. Sistemas amortiguadores o tampones, ejemplos. Ósmosis: conceptos de ósmosis, medios hipotónico, hipertónico e isotónico

BIOELEMENTOS O ELEMENTOS BIOGÉNICOS Son los elementos químicos que forman parte de la materia de los seres vivos. Hay 70 diferentes, de los que 25 están en todos los seres vivos. El resto sólo aparece en determinados grupos Se clasifican según la proporción en que se encuentran en la materia viva: Primarios: 99% de la materia viva. C, H, O, N, P y S Secundarios: En todos los organismos, pero menor proporción. Na, K, Ca, Mg, Cl Oligoelementos: 0,1% de la materia viva, pero a menudo esenciales: Fe, Cu, Zn, Mn, Al, Si…

EL CARBONO. PROPIEDADES QUE LE HACEN IDÓNEO PARA CONSTITUIR LOS SERES VIVOS ● Se localiza en el grupo 14 del sistema periódico. ● Número atómico: 6. Por lo tanto tiene 4 electrones desapareados en su capa externa. Se pueden formar 4 enlaces covalentes con otros carbonos, dando lugar a cadenas estables o se pueden formar enlaces covalentes con otros átomos distintos, dando lugar a distintos grupos funcionales. ● Su pequeño tamaño permite la formación de cadenas largas GRUPOS FUNCIONALES Conjunto de átomos unidos de forma determinada que proporciona a las moléculas en que se encuentra, unas propiedades características

BIOMOLÉCULAS O PRINCIPIOS INMEDIATOS Son las moléculas que forman parte de los seres vivos Átomos unidos por enlace iónico (sales minerales) o covalente (agua). Biomoléculas no exclusivas de la materia viva Átomos unidos por enlace covalente. Biomoléculas exclusivas de la materia viva

- + + BIOMOLÉCULAS INORGÁNICAS: EL AGUA Y LAS SALES MINERALES O H -Porcentaje variable en función de organismo, edad y tejido. - Agua exógena – endógena O - Aunque es eléctricamente neutra, la molécula de agua tiene carácter polar debido a un exceso de carga negativa sobre el átomo de oxígeno.  = densidad de carga H Enlace covalente + Debido a su polaridad, las moléculas de agua establecen enlaces de hidrógeno entre ellas. + + - Enlaces de hidrógeno Confeccionar una tabla: Propiedad del agua – importancia biológica

Fuerzas de adhesión Elevada cohesión molecular Vidrio Da volumen a las células. Turgencia en las plantas. Esqueleto hidrostático. Deformaciones citoplasmáticas. Amortiguación en articulaciones. Capilar de vidrio Elevada tensión superficial Desplazamiento de algunos organismos sobre el agua. Moléculas de agua Elevada fuerza de adhesión Ascensión de la savia bruta por capilaridad. Elevado calor específico Las fuerzas de adhesión entre las moléculas de agua y el vidrio, son mayores que las de las moléculas de agua entre sí. Por esto el líquido asciende por las paredes del capilar. Función termorreguladora. Densidad máxima a 4 °C Permite la vida bajo el hielo.

Elevada capacidad disolvente Elevado calor de vaporización Al evaporarse, absorbe calor del organismo. Cristal de NaCl Iones solvatados Elevada capacidad disolvente Solvatación iónica. Transporte de sustancias. Medio de reacción. Na+ Bajo grado de ionización Cl - Las disoluciones acuosas pueden tener distintos grados de pH. (Concepto de pH) Molécula de agua

SALES MINERALES Disueltas o precipitadas (en estado sólido) SALES MINERALES PRECIPITADAS Forman estructuras de protección o de sostén Ejemplos: Carbonato cálcico : CaCO3. En caparazones, en huesos, en dientes, en las conchas de moluscos, en el esqueleto de corales. Silicatos: en espículas de las esponjas, en estructuras de sostén de algunos vegetales, en caparazones. Fosfato cálcico: Ca3(PO4)2. Forma los huesos de los vertebrados

SALES MINERALES DISUELTAS En forma de aniones (fosfatos, carbonatos, nitratos, bicarbonatos, cloruros) y de cationes ( sodio, calcio, magnesio, hierro, potasio). Funciones: 1. Mantener el grado de salinidad en los organismos. 2. Regular la actividad enzimática. 3. Estabilizar las dispersiones coloidales. 4. Generar potenciales eléctricos (potencial de membrana)

Regular el pH Disoluciones amortiguadoras del pH o tampones Son disoluciones formadas por un ácido débil y su sal o base conjugada. Gracias a ellas no se producen importantes modificaciones del pH en el lugar en el que se encuentran Ácido: cede protones. Base: acepta protones Tampón Bicarbonato (extracelular) CO2 + H2O ↔ H2CO3 ↔ HCO3- + H+ Si aumenta H+, el equilibrio se desplaza hacia la izquierda y si baja, hacia la derecha Tampón Fosfato (intracelular) H2PO4- + H2O ↔ HPO42- + H3O+ Si aumenta H3O+, el equilibrio se desplaza hacia la izquierda y si baja, hacia la derecha

Regular la presión osmótica y el volumen celular Ósmosis: es un fenómeno en el que se produce el paso o difusión de un disolvente a través de una membrana semipermeable (permite el paso de disolventes, pero no de solutos) desde una disolución más diluida a una más concentrada) Medio hipertónico: aquel que tiene una elevada concentración de solutos con respecto a otros en los que la concentración es inferior. Medio hipotónico: aquel que tiene una concentración de solutos baja con respecto a otros en los que la concentración es superior. Medio isotónico: aquel que tiene la misma concentración de solutos con respecto a otros.

Permite el paso de disolventes pero no de solutos. Membrana semipermeable Membrana semipermeable BAJA CONCENTRACIÓN ALTA CONCENTRACIÓN Medios isotónicos Igual presión osmótica. Medio hipotónico Presión osmótica baja. Medio hipertónico Presión osmótica alta. Presión osmótica: presión que habría que ejercer para evitar el paso de agua

MEDIO HIPERTÓNICO MEDIO HIPOTÓNICO El agua sale de la célula. PLASMÓLISIS La membrana plasmática se separa de la pared celular Disminuye el volumen celular Aumenta la presión osmótica en el interior MEDIO HIPOTÓNICO El agua entra en la célula. Aumenta el volumen celular Disminuye la presión osmótica en el interior Hemólisis TURGENCIA La célula se hincha hasta el límite de la pared celular

SERES VIVOS UNICELULARES ANIMALES PLURICELULARES OSMORREGULACIÓN Todos los seres vivos están obligados a regular la presión osmótica. Los distintos grupos han desarrollado estrategias diferentes. SERES VIVOS UNICELULARES VEGETALES Procariotas Pared celular Pared celular Estomas Dulceacuícolas Vacuolas pulsátiles ANIMALES PLURICELULARES Peces marinos Peces de agua dulce Mamíferos Pérdida de agua (ósmosis) Entrada de agua (ósmosis) Riñones Intestino grueso Piel Bebe agua salada No bebe Abundante orina hipotónica Excreta el exceso de sal Orina hipertónica escasa