COMPOSICIÓN QUÍMICA DE LA MATERIA VIVA

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1 COMPOSICIÓN QUÍMICA DE LA MATERIA VIVA ELEMENTOS QUÍMICOS: 110 BIOELEMENTOS ( Elementos biogénicos): Forman parte de la materia viva, aunque no son exclusivos de ella No son los más abundantes, pero si son los más idóneos para formar las moléculas de la materia viva La SELECCIÓN se establece según: Su comportamiento en un medio acuoso Su reactividad y tipos de enlaces formados BIOELEMENTOS PRIMARIOS: C, H, O, N, P, S BIOELEMENTOS SECUNDARIOS: OLIGOELEMENTOS: Na, K, Mg, Ca, Cl, Fe, Cu, Co, I, Li, Cr, Zn IDONEIDAD DEL CARBONO: Nº ATÓMICO 6 1S 2 2S 2 2P 2 1S 2 2S 1 2Px 1 2Py 1 2Pz 1 Capa exterior incompleta con 4 electrones desapareados en 4 orbitales dispuestos en los ejes de un tetraedro puede formar 4 enlaces covalentes Que serán fuertes y estables por tener bajo Pa Que permiten una gran variabilidad de estructuras tridimensionales: cadenas, ciclos IDONEIDAD DE LOS BIOELEMENTOS PRIMARIOS Son relativamente abundantes y de fácil incorporación Bajo Peso atómico Formación de enlaces covalentes de gran estabilidad

2 El Carbono se combina de una forma estable con el H, O, N permitiendo la formación de variados grupos funcionales que pueden convertirse unos en otros mediante reacciones red ox Las moléculas que forman entre ellos son muy REDUCIDAS y por tanto muy ricas en energía Las moléculas formadas son generalmente polares y por tanto solubles en agua (posibilidades de reacción y fácil transporte) La unión con el O forma un compuesto gaseoso muy estable y soluble en agua (CO 2 ) BIOMOLÉCULAS INORGÁNICAS: AGUA SALES MINERALES ORGÁNICAS: GLÚCIDOS LIPIDOS PROTEINAS ÁCIDOS NUCLEICOS

3 BIOMOLÉCULAS INORGÁNICAS EL AGUA Líquido de la vida Sustancia más abundante de la biosfera Líquida 97% Sólida 3% Vapor Componente mayoritario de los seres vivos (65% - 95%) DURANTE LA EVOLUCIÓN DE LA VIDA, los organismos se han adaptado a un medio acuoso y se han desarrollado mecanismos para evitar su pérdida al colonizar el medio aéreo: Tegumentos y epidermis protectoras Procesos de fecundación interna. Procesos adaptativos de vegetales: fecundación, esporas, semillas Vida latente FORMAS EN LAS QUE SE ENCUENTRA EN LA MATERIA VIVA CIRCULANTE AGUA DE INBIBICIÓN AGUA COMBINADA NO ES UN LÍQUIDO CORRIENTE. Parece inerte pero desarrolla gran capacidad de reacción y tiene particulares propiedades físicas y químicas. ESTRUCTURA QUÍMICA Es un dipolo eléctrico

4 EL AGUA: PROPIEDADES FISICOQUÍMICAS 1. Acción disolvente EL AGUA: FUNCIONES BIOLÓGICAS MEDIO DE REACCIÓN Es el medio donde transcurren las reacciones químicas en los seres vivos (metabolismo) Permite el transporte de sustancias (aporte y retirada) 2. Elevada fuerza de cohesión (incompresible) ESTRUCTURAL Actúa como un esqueleto hidrostático Procesos de turgencia 3. Elevada fuerza de adhesión Procesos de capilaridad TRANSPORTE 4. Alto calor específico 5. Conductividad térmica 6. Alto calor de vaporización 7. Menor densidad en estado sólido TERMORREGULACIÓN Amortiguador térmico TERMORREGULACIÓN El calor que se desprende en los procesos metabólicos no se acumula en los lugares donde se produce TERMORREGULACIÓN Procesos de refrigeración AISLANTE El hielo aísla de las bajas temperaturas a las aguas profundas en los medios líquidos USOS BIOQUÍMICOS DOS POSIBILIDADES DE DISOCIACIÓN Donante de H + y e - en la Fotosíntesis

5 MOLECULAR Rotura de enlaces HIDRÓLISIS (proceso enzimático) IÓNICA (DISOLUCIONES) El producto iónico del agua permite establecer la escala de ph

6 BIOMOLÉCULAS INORGÁNICAS SALES MINERALES FORMAS EN LAS QUE SE ENCUENTRAN EN LA MATERIA VIVA PRECIPITADAS DISUELTAS EN FORMA DE IONES Cationes: Na +, K +, Ca ++, Mg ++ Aniones: Cl -, SO 4 =, PO 4 =, CO 3 =, HCO 3 -, NO 3 - ASOCIADAS A OTRAS MOLÉCULAS ORGÁNICAS FUNCIONES BIOLÓGICAS 1. Forman parte de órganos esqueléticos: Protección y sostén 2. Intervienen en el sentido del equilibrio y de la orientación 3. Regulan los fenómenos osmóticos 4. Regulan el equilibrio ácido base 5. Regulan la transmisión del impulso nervioso 6. Regulan la contracción muscular 7. Acciones específicas de los cationes 8. Estabilizan las dispersiones coloidales

7 DISOLUCIONES VERDADERAS: Solutos de bajo Pm DISPERSIONES COLOIDALES: Solutos de elevado Pm La mayoría de los líquidos de los seres vivos se encuentran en forma de dispersiones coloidales DISPERSIONES COLOIDALES Según la naturaleza de la fase dispersa: dispersión coloidal macromolecular (Pm superior a ) dispersión coloidal micelar Según el estado físico de la fase dispersa suspensiones (sólida) emulsiones (líquida) Según la afinidad entre fase dispersa y fase dispersante hidrófilas Son muy estables hidrófobas Según los estados de presentación sol ( fluida) gel (semisólida) fase dispersa líquido Fase dispersante: fibras entrelazadas

8 ESTADO FISICO COMPONENTES MOLECULARES DE LOS SERES VIVOS ESTADO SÓLIDO Lípidos Proteínas insolubles, queratinas Polisacáridos estructurales: Celulosa, pectina, quitina Otros polímeros: Ligninas, suberinas ESTADO LIQUIDO DISOLUCIONES VERDADERAS Propiedades coligativas (dependen de la concentración del soluto: tª de ebullición, presión osmótica..) DISOLUCIONES COLOIDALES Estabilidad, las moléculas quedan rodeadas de agua evitando que precipiten Elevada viscosidad, sobre todo cuando la fase dispersante son fibras Capacidad de adsorción, favorece las reacciones por aumento de contacto entre los componentes celulares Efecto Tyndall aspecto turbio por reflexión de la luz sobre las partículas ESTADO GASEOSO No se encuentran salvo excepciones oxígeno asociado a los pigmentos respiratorios CO 2 en forma de bicarbonato