GUÍA DE CONTENIDOS 1er Nivel:COMPOSICION QUIMICA DE LOS SERES VIVOS.

BIOLOGÍA

BIOELEMENTOS Se denominan bioelementos a aquellos elementos químicos que constituyen a los seres vivos. La materia viva presenta unas características y propiedades distintas a las de la materia inerte. Estas características y propiedades encuentran su origen en los átomos que conforman la materia viva. Los átomos que componen la materia viva se llaman bioelementos.De los 92 átomos naturales, nada más que 27 son bioelementos. Estos átomos se separan en grupos, atendiendo a la proporción en la que se presentan en los seres vivos.

Clasificación

I. Primarios o Macroelementos: Son los principales constituyentes de las biomoléculas (96,25 %) y son imprescindibles en todos los seres vivos. Estos son: C, H, O, N,.

II. Secundarios o Microelementos: En conjunto forman un 4,5 % de la materia viva y son indispensables en todos los seres vivos. Estos son: P, S, Na+, K+, Mg2+, Ca2+ y Cl-.

III. Oligoelementos: Presentes en porcentajes inferiores al 0.1 %. Algunos, los indispensables, se encuentran en todos los seres vivos (Mn, Fe, Co, Cu, Zn), mientras que los variables, solo los necesitan algunos organismos. Estos son: (B, Al, V, Mo, I, Si).

BIOELEMENTOS OLIGOELEMENTOSPrimarios Secundarios Indispensables Variables

O Na+ Mn BC K+ Fe AlH Mg2+ Co VN Ca2+ Cu MoP Cl- Zn IS Si

Los Principales Bioelementos son aquellos que participan directamente en la formación de los compuestos orgánicos: CHONPSSin embargo TODOS los bioelementos cumplen alguna función en el organismos, por ello deben estar presentes en las concentraciones adecuadas:

El Calcio puede encontrarse formando parte de los huesos, conchas, caparazones, o como elemento indispensable para la contracción muscular o la formación del tubo polínico.El Sodio y el Potasio son esenciales para la transmisión del impulso nervioso. Junto con el Cloro y el Iodo, contribuyen al mantenimiento de la cantidad de agua en los seres vivos.El Magnesio forma parte de la estructura de la molécula de la clorofila y el Hierro forma parte de la estructura de proteína transportadoras como la hemoglobinaOligoelementos. Los oligoelementos también se denominan elementos traza, puesto que aparecen en muy baja proporción el la materia viva (trazas). Alguno de estos elementos no se manifiesta en ciertos seres. Sin embargo, como el caso del Silicio, puede ser muy abundante en determinados seres vivos, como diatomeas, Gramíneas o Equisetos.

II. BIOMOLÉCULAS Los bioelementos se unen entre sí para formar las llamadas biomoléculas, que son moléculas constituyentes de los seres vivos. Estas se han clasificado tradicionalmente en principios inmediatos, llamados así porque podían extraerse de la materia viva con cierta facilidad e inmediatamente, por métodos físicos sencillos como: evaporación, filtración, destilación, disolución, etc.

BIOMOLÉCULASORGÁNICAS INORGÁNICAS

Glúcidos AguaLípidos Sales minerales

Proteínas Gases: CO2, O2Ácidos nucleicos

La importancia radica en que todas las biomoléculas intervienen en la estructura y funcionamiento del organismo vivo, ya sea como macromoléculas (grandes moléculas poliméricas), como sus polímeros (moléculas resultantes de la unión de unidades menores o monómeros), o como sus monómeros (unidades menores que forman monosacáridos, ácidos grasos, aminoácidos y nucleótidos, así como sus intermediarios metabólicos).

En general éstas biomoléculas se agrupan en siete categorías que al mismo tiempo son componentes importantes de la dieta: carbohidratos, proteínas, lípidos, agua, iones (minerales: que entran a formar parte de la dieta y de la materia viva, ingresando al organismo como sales y en cuanto éstas se disuelven en los líquidos del organismo, los minerales se ionizan y pueden ser considerados como iones.), vitaminas y ácidos nucleicos. La composición química del organismo humano no difiere en forma significativa de la que se hallaría en el resto de los mamíferos y en nuestro caso, el componente más abundante es el agua (70%), seguida por las proteínas (15%), las grasas (11%), los minerales (3%) y los carbohidratos (1%), es decir, los organismos superiores están formados por casi dos terceras partes de su peso en agua, cerca de una tercera parte de materia orgánica y tan sólo una pequeña parte de minerales.

III. BIOMOLÉCULAS INORGÁNICAS: AGUA

Es el líquido más abundante en la corteza terrestre y uno de los pocos líquidos naturales; es el componente más abundante de los seres vivos, un 70 % de un ser vivo es agua; su abundancia depende de la especie, la edad (menor proporción en individuos más viejos) y la actividad fisiológica del tejido (mayor porcentaje en tejidos con mayor actividad como el tejido nervioso o muscular); se encuentra en el interior de las células, en el líquido tisular y en los líquidos circundantes.

Estructura

- Está formada por dos moléculas de hidrógeno y una de oxígeno (H2O).

- Es una molécula dipolar: los electrones que comparten el O y el H están desplazados hacia el O por su mayor electronegatividad por lo que esa zona de la molécula tiene una ligera carga negativa y la de los H es ligeramente positiva. Cuando dos moléculas de agua se aproximan, la zona positiva de una molécula y la negativa de otra se atraen.

- Existen productos resultantes de la disociación de algunas de sus moléculas, el ión H3O+ y el OH-.

- Las moléculas que la componen se mantienen unidas gracias al enlace puente de hidrógeno.

Propiedades y funciones biológicas

Cohesividad: Esta propiedad es la responsable de las siguientes características del agua:

-Capilaridad. EL agua asciende en contra de la gravedad por conductos de diámetro muy fino (capilares). Este fenómeno contribuye al transporte de sustancias en los vegetales. Es la ascensión del agua en las plantas.

-Volumen y Turgencia. El agua es incompresible y actúa como amortiguador mecánico (líquido amniótico, líquido sinovial) o como esqueleto hidrostático (líquido celómico en anélidos).

-Elevada tensión superficial. Propiedad que permite las deformaciones del citoplasma celular y los movimientos internos de la célula.

-Elevados puntos de fusión y ebullición: el agua es líquida en la mayor parte de las temperaturas que se dan en la Tierra, lo que posibilita el desarrollo de la vida en nuestro planeta.

-Elevado calor específico. El agua almacenna o libera una gran cantidad de calor al calentarse o al enfriarse, lo que permite que actúe como amortiguador térmico, evitando bruscas alteraciones de la temperatura.

- Elevado calor de evaporación: Cantidad de calor necesario para evaporar un gramo de agua, pues para pasar del estado líquido al gaseoso es necesario romper los enlaces de hidrógeno entre las moléculas de agua.

- La densidad del agua: en estado líquido, el agua es más densa que en estado sólido. Por ello, el hielo flota en el agua. Esto es debido a que los puentes de Hidrógeno formados a temperaturas bajo cero unen a las moléculas de agua ocupando mayor volumen.

Estas dos últimas propiedades son de gran importancia a la hora de regular la temperatura de muchos seres vivos, por ejemplo mediante la sudoración.

FUNCIONES BIOLOGICAS DEL AGUA

-Debido a su polaridad el agua es el SOLVENTE UNIVERSAL Los líquidos orgánicos (citoplasma, líquido tisular, plasma, linfa, savia, etc.) son disoluciones acuosas que sirven para el transporte de sustancias y como medio en el que se producen las reacciones metabólicas.

-El agua no sólo es el medio en el que transcurren las reacciones del metabolismo sino que interviene en muchas de ellas como en la fotosíntesis, en las hidrólisis y en las condensaciones.

-Son poco solubles en el agua aquellas sustancias orgánicas que presentan una elevada proporción de hidrógeno y pocos átomos de oxígeno, como los lípidos.

-Algunas sustancias tienen una parte de su molécula que es soluble en agua (hidrófila) y otra parte insoluble (hidrófoba). Esto es lo que se conoce como sustancias anfipáticas.

Función estructural: por su elevada cohesión molecular, el agua confiere estructura, volumen y resistencia.

Función de transporte: por ser un buen disolvente, debido a su elevada constante dieléctrica, y por poder ascender por las paredes de un capilar, gracias a la elevada cohesión entre sus moléculas, los seres vivos utilizan el agua como medio de transporte por su interior.

Función amortiguadora: debido a su elevada cohesión molecular, el agua sirve como lubricante entre estructuras que friccionan y evita el rozamiento.

Función termorreguladora: al tener un alto calor específico y un alto calor de vaporización el agua es un material idóneo para mantener constante la temperatura, absorbiendo el exceso de calor o cediendo energía si es necesario.

SALES MINERALES Son biomoléculas inorgánicas que se pueden encontrar disueltas en los medios celulares internos o externos, o precipitados en huesos de vertebrados (como fosfato de calcio) o formando parte de caparazones de distintos organismos (como carbonato de calcio).

Cuando se encuentran disueltos se hayan disociados en cationes y aniones. Los principales cationes y aniones presentes en los medios orgánicos son:

* Cationes: Na+, K+, Ca+2 y Mg+2 * Aniones: Cl-, SO4-, PO43-

La proporción de iones y cationes, debe mantenerse constante en medios orgánicos, ya que principalmente cationes tienen efectos antagónicos. Por ejemplo, el Ca++ y el K+ tienen funciones antagónicas en el funcionamiento del músculo cardíaco.

Funciones

- Formar parte de esqueletos y caparazones.- Mantener la salinidad.- Estabilizar las disoluciones. Por ejemplo, siendo reguladores del pH.- Específicas: Na+: Impulso nervioso y equilibrio hídrico. Abundante en los medios extracelulares. K+:

Transmisión del impulso nervioso. Contracción muscular. Ca2+: Contracción muscular.Coagulación sanguínea. Sinapsis. Cofactor. Formación de huesos y dientesMg2+: Cofactor. Contracción muscular.

GASES: CO2 y O2

Importancia

El sistema de transporte de estos gases en la sangre constituye el objetivo fundamental de la función respiratoria y aunque no es realizado estrictamente por el aparato respiratorio, sino por la sangre y el aparato cardiovascular, se constituye en el cumplimiento correcto del objetivo de aportar O2 a los tejidos para poder realizar sus procesos metabólicos y eliminar el CO2 producido.

RESPONDE

1. ¿Qué sustancias están presentes exclusivamente en los seres vivos?

a) Sustancias inorgánicas como las sales mineralesb) Sustancias orgánicas o macromoléculas biológicas.c) Aguad) Gases como el oxígeno

2. Corresponde a un elemento mineral que participa en procesos como la coagulación sanguínea, la contracción muscular y formación de huesos y dientes. Esta descripción corresponde al:

a) Sodio (Na)b) Calcio (Ca)c) Potasio (K)d) Cloro (Cl)

3. ¿Cuál es el elemento mineral más abundante en el medio extracelular (LEC)?

a) El sodio.b) El calcio.c) El potasio.d) El cloro.

4. Elemento que se encuentra en la sangre y es almacenado en el hígado. Participa del transporte de oxígeno en el organismo. Su déficit produce anemia. Esta descripción corresponde al:

a) sodio.b) calcio.c) potasio.d) hierro.

5. El agua, tiene un alto calor específico. Esta propiedad del agua determina su capacidad

I. para amortiguar variaciones bruscas de temperatura.II. de disolver una gran cantidad de sustancias.III. para regular el clima en ecosistemas costeros

a) Sólo Ib) Sólo IIc) Sólo I y IId) Sólo I y III