Las moléculas inorgánicas son sustancias que pueden encontrarse también fuera de los seres vivos, son el agua y las sales minerales, por regla general.

Presentación del tema: "Las moléculas inorgánicas son sustancias que pueden encontrarse también fuera de los seres vivos, son el agua y las sales minerales, por regla general."— Transcripción de la presentación:

1

2 Las moléculas inorgánicas son sustancias que pueden encontrarse también fuera de los seres vivos, son el agua y las sales minerales, por regla general estas sales no contienen carbono, salvo en los carbonatos y bicarbonatos, sales minerales típicas a pesar de la presencia de este elemento. Biomoléculas inorgánicas:

3 Contenido en agua de algunos organismos y algunos tejidos humanos Organismo % agua Tejido% agua Algas Caracol Crustáceos Espárragos Espinacas Estrella mar Persona adulta Hongos Lechuga Lombriz Maíz Medusa Pino Semilla 98 80 77 93 76 62 80 95 83 86 95 47 10 Líq. cefalorraquídeo Sangre (plasma) Sangre (Gl. rojos) Tej. nervioso (s.gris) Tej. nervioso (Médula) Tej. nervioso (s.blanca) Músculo Piel Hígado Tej. conjuntivo Hueso (sin medula) Tej. adiposo Dentina 99 91-93 60-65 85 75 70 75-80 72 70-75 60 20-25 10-20 3

4 ► A temperatura ambiente es líquida, al contrario de lo que cabría esperar, ya que otras moléculas de parecido peso molecular (SO 2, CO 2, H 2 S, etc.) son gases. Este comportamiento se debe a que los dos electrones de los dos hidrógenos están desplazados hacia el átomo de oxigeno, por lo que en la molécula aparece un polo negativo, donde está el oxígeno, debido a la mayor densidad electrónica, y dos polos positivos, donde están los dos hidrógenos, debido a la menor densidad electrónica. La molécula de agua son dipolos CARACTERÍSTICAS DE LA MOLÉCULA DE AGUA. ► La molécula de agua esta formada por dos átomos de hidrógeno y uno de oxígeno unidos por enlaces covalentes simples. ► El papel primordial del agua en el metabolismo de los seres vivos se debe a sus propiedades físicas y químicas, derivadas de la estructura molecular.

5 Características de la molécula de agua Enlace covalente ++ ++ -- H O Aunque es eléctricamente neutra, la molécula de agua tiene carácter polar debido a un exceso de carga negativa sobre el átomo de oxígeno. ++ ++ -- Enlaces de hidrógeno  = densidad de carga Debido a su polaridad, las moléculas de agua establecen enlaces de hidrógeno entre ellas.

6 Entre los dipolos del agua se establecen fuerzas de atracción llamados puentes de hidrógeno, formándose grupos de 3-9 moléculas

7

8 a) Acción disolvente. El agua es el líquido que más sustancias disuelve (disolvente universal), esta propiedad se debe a su capacidad para formar puentes de hidrógeno con otras sustancias, que presentan grupos polares o con carga iónica (alcoholes, aldehídos, cetonas, aminoácidos y proteínas), provocando su dispersión o disolución. PROPIEDADES FÍSICO-QUÍMICAS DEL AGUA.

9 FUNCIONES: 1. Medio donde ocurren las reacciones del metabolismo. 2. Sistemas de transporte de sustancias, aporte de nutrientes y la eliminación de desechos Solvatación iónica. En las disoluciones iónicas, los iones de las sales son atraídos por los dipolos del agua, quedando rodeados por las moléculas de agua que impiden su unión.

10 Los puentes de hidrógeno mantienen las moléculas de agua fuertemente unidas,. Al no poder comprimirse puede tener la función de: b) Elevada fuerza de cohesión entre sus moléculas.  Da volumen a las células.  T Turgencia en las plantas.  Esqueleto hidrostático.  D Deformaciones citoplasmáticas.  A Amortiguación en articulaciones.

11  Ascensión de la savia bruta por capilaridad. 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. Vidrio Capilar de vidrio Moléculas de agua Fuerzas de adhesión c) Elevada fuerza de adhesión.

12 El agua puede absorber grandes cantidades de "calor" que utiliza para romper los puentes de hidrógenos por lo que la temperatura se eleva muy lentamente. Esto permite que el citoplasma acuoso sirva de protección ante los cambios de temperatura. Así se mantiene la temperatura constante (Función termorregulador). Para evaporar el agua, primero hay que romper los puentes de hidrógenos y posteriormente dotar a las moléculas de agua de la suficiente energía cinética para pasar de la fase líquida a la gaseosa. Cuando el agua se evapora en la superficie de un ser vivo, absorbe calor del organismo. Gracias a esta propiedad se puede eliminar gran cantidad de calor con poca pérdida de agua. d) Gran calor específico. e) Elevado calor de vaporización.

13 El agua en estado líquido es mas densa que en estado sólido, al descender la temperatura se forma una capa de hielo en la superficie que flota y protege al agua líquida que queda bajo ella. Esto permite la vida acuática en climas fríos f) Elevada tensión superficial.  Desplazamiento de algunos organismos sobre el agua. g) Densidad.

14 IONIZACIÓN DEL AGUA Y PH Disociación del agua: El agua pura tiene la capacidad de disociarse en iones H 2 O + H 2 O H 3 O + + OH -

15 H 2 O + H 2 O H 3 O + + OH - + - + + Disociación del agua: El agua pura tiene la capacidad de disociarse en iones IONIZACIÓN DEL AGUA Y PH hidrogenionesIones hidroxilo El producto iónico del agua a 25º C es: [H + ] = [OH - ] = 10 -7 = 7 moles/litro.

16 + - H 2 O + H 2 O H 3 O + + OH - + - + + Ión hidrogenio Ión hidroxilo

17 logaritmo decimal con signo negativo de la concentración de iones hidrogeniones Definición de pH pH agua = - log 10 -7 = 7 si el pH < 7, la disolución será ácida; si el pH = 7, será neutra; si el pH > 7, será básica.

18

19 SALES MINERALES DISUELTAS ● Los aniones más frecuentes son: los cloruros (Cl - ), fosfatos (PO 4 3- ), carbonatos (CO 3 2- ), bicarbonatos (HC0 3 - ) y nitratos (N0 3 - ). ● Los cationes más abundantes son: sodio (Na + ), calcio (Ca 2+ ), magnesio (Mg 2+ ), hierro (Fe 2+ y Fe 3+ ) y potasio (K + ). Son las sales minerales solubles en agua; se encuentran disociadas en sus iones.

20 FUNCIONES DE LAS SALES EN DISOLUCIÓN ● Mantener el grado de salinidad en los organismos. ● Regular la actividad enzimática. ● Regular la presión osmótica y el volumen celular. ● Generar potenciales eléctricos. ● Regulación del pH. - hipertónicos - hipotónicos

21 SALES MINERALES PRECIPITADAS Las sales minerales insolubles en la materia viva se encuentran en estado sólido Los cristales más abundantes en los organismos son de silicatos, carbonatos y fosfatos, estos últimos de calcio y magnesio. ► FUNCIONES DE LAS SALES PRECIPITADAS ● Forman parte de los capazones de crustáceos y moluscos (CaCO 3 ) ● Esqueleto interno en vertebrados y los dientes. ● El carbonato de calcio también se puede encontrar en el oído interno, formando los otolitos que intervienen en el mantenimiento del equilibrio interno.

22 La ósmosis Medio hipotónico Presión osmótica baja. Medio hipertónico Presión osmótica alta. Medios isotónicos Igual presión osmótica. BAJA CONCENTRACIÓN ALTA CONCENTRACIÓN Membrana semipermeable Permite el paso de disolventes pero no de solutos. El disolvente atraviesa la membrana hasta igualar las concentraciones en ambos lados.

23 Las membranas celulares son semipermeables PLASMÓLISIS La membrana plasmática se separa de la pared celular Disminuye el volumen celular Aumenta la presión osmótica en el interior El agua sale de la célula. MEDIO HIPERTÓNICO

24 Las membranas celulares son semipermeables El agua entra en la célula. Aumenta el volumen celular Disminuye la presión osmótica en el interior TURGENCIA La célula se hincha hasta el límite de la pared celular MEDIO HIPOTÓNICO

25 MEDIO ISOTÓNICO

26 Osmoregulación Todos los seres vivos están obligados a regular la presión osmótica. Los distintos grupos han desarrollado estrategias diferentes. Peces de agua dulcePeces marinosMamíferos Procariotas Pared celular Estomas Entrada de agua Abundante orina hipotónica Pérdida de agua Orina isotónica escasa Excreta el exceso de sal No bebe Bebe agua salada Pared celular DulceacuícolasVacuolas pulsátiles Riñones Intestino grueso Piel SERES VIVOS UNICELULARES ANIMALES PLURICELULARES VEGETALES

27 DISOLUCIONES ACUOSAS Dispersiones Moleculares (o verdaderas): el soluto formado por moléculas de bajo peso molecular (sales minerales, azucares, aminoácidos, etc.) Dispersiones Coloidales: Los solutos son moléculas de gran peso molecular y tamaño. No son disoluciones ­verdaderas ya que el soluto puede separarse por ultracentrifugación (que es un método físico). En estas dispersiones, los solutos son macromoléculas como las proteínas, los ácidos nucleicos y los polisacáridos. Dispersiones coloidales hidrófilas: los solutos presentan afinidad por el agua y por tanto son estables (ya que el agua rodea sus grupos funcionales, aislándolos).. Dispersiones coloidales hidrófobas: los solutos no presentan afinidad por el agua, sino que la repelen, por lo que son inestables.

28 ▪ La diálisis. En este caso pueden atravesar la membrana además del disolvente, moléculas de bajo peso molecular y éstas pasan atravesando la membrana desde la solución más concentrada a la más diluida. Es el fundamento de la hemodiálisis que intenta sustituir la filtración renal deteriorada. ▪ La difusión sería el fenómeno por el cual las moléculas disueltas tienden a distribuirse uniformemente en el seno del agua. Puede ocurrir también a través de una membrana si es lo suficientemente permeable.

29

30 Carácter coloidal de la materia viva Soluto o fase dispersa Disolvente o fase dispersante DISOLUCIÓN VERDADERA DISPERSIÓN COLOIDAL  < 10 -7 cm 10 -7 <  <2 10 -5 cm Las dispersiones coloidales pueden presentar dos estados físicos: ESTADO DE SOLESTADO DE GEL Moléculas de soluto Fase dispersante líquida Moléculas de disolvente entre las de soluto Las moléculas de soluto actúan como fase dispersante

31 Propiedades del agua (I) Elevada cohesión molecular  Da volumen a las células.  Turgencia en las plantas.  Esqueleto hidrostático.  Deformaciones citoplasmáticas.  Amortiguación en articulaciones. Elevada tensión superficial  Desplazamiento de algunos organismos sobre el agua. Elevada fuerza de adhesión  Ascensión de la savia bruta por capilaridad. Elevado calor específico  Función termorreguladora. Densidad máxima a 4 °C  Permite la vida bajo el hielo. 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. Vidrio Capilar de vidrio Moléculas de agua Fuerzas de adhesión

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