Hay elementos químicos imprescindibles para la vida como son: C, H, O, N, S que son el 95 % de la materia orgánica.
Los Bioelementos que se encuentran en más del 0,1%.
Y los oligoelementos que se encuentran en menos del 0.1%.
Los bioelementos cumplen funciones imprescindibles como por ejemplo:
El
I (yodo) que es necesario para la formación de la Hormona Tiroidea, o como el
Fe (hierro) gracias a este bioelemento se forma la hemoglobina, encargada de fijar el oxigeno para su transporte en el corriente sanguíneo, o como el
F (flúor) necesario para el esmalte dental.
Características de las biomoléculas: Son las moléculas que forman a un ser vivo. Pero un ser vivo está formado mayoritariamente por agua, prácticamente en un 70%, mientras que el 30% restante es lo que llamamos como peso seco.
Sin embargo si tomásemos el peso seco como el 100% el 95% de éste seria materia orgánica y el 5% serian sales minerales…
Existen dos tipos de biomoléculas:
Orgánicas: como por ejemplo los glúcidos, lípidos, proteínas…
Inorgánicas: como el H2O, Sales, Gases…
Las Macromoléculas son moléculas muy grandes, formadas por millones de nucleótidos.
Todas las moléculas orgánicas son polímeros, y están formados por pequeñas moléculas unidas entre sí, llamadas monómeros.
Como por ejemplo:
Proteínas
Ácidos núcleicos
Glúcidos
Lípidos
Polímeros de monómeros iguales como son los glúcidos y los lípidos, solo sirven para almacenar dicha sustancia se utilizan como reserva o fuente de energía, e incluso pueden tener función estructural, pero se limitan a cumplir funciones pasivas.
El almidón es un buen ejemplo está constituido por la unión de muchas glucosas…
Polímeros de monómeros diferentes, como son las proteínas y los ácidos nucleicos, las proteínas pueden estar compuestas hasta de 20 aminoácidos diferentes y los ácidos nucleicos de 4 nucleótidos diferentes.
Estos se caracterizan por tener un orden en su secuencia y por lo tanto poseen información.
Los ácidos nucleicos tienen la información genética en su secuencia de nucleótidos.
Las proteínas tienen la información proteica en la secuencia de aminoácidos, que determina su forma y esta determina su función.
Por lo que decimos que tienen funciones activas.
EL AGUA
Es la principal molécula presente en los seres vivos, depende del organismo, la edad, la parte del organismo…
Lo más importante del agua es su estructura química, es una molécula neutra formada por enlaces covalentes, donde se comparten electrones y por tanto ni se ganan ni se pierden electrones y por lo tanto las cargas polares están igualadas. Sin embargo los electrones están distribuidos asimétricamente y por lo tanto al ser el oxigeno el mas electronegativo los electrones están más cerca de él, lo cual provoca que la molécula se encuentre cargada, lo que genera que la molécula de agua se comporte como un dipolo.
Los enlaces covalentes que poseen esta asimetría se llaman enlaces covalentes dativos.
Gracias a esta característica del dipolo, hace posible que cuando dos moléculas de agua se encuentran se genere una unión entre ellas que se llame
Puente de Hidrogeno.
En el agua líquida las moléculas no se encuentran aisladas sino que se encuentran a través de estos puentes entre ellas, cada molécula puede estar a unida a 3, 4, 8 o 9 moléculas más, formando tetraedros que se rompen y se vuelven a formar continuamente.
Funcione Biológicas del H2O
El agua posee unas propiedades bastante anómalas al compararlas con otros fluidos:
Posee un
alto calor específico y por lo tanto absorbe bastante bien el calor sin aumentar mucho de temperatura, con lo que es capaz de amortiguar los cambios de temperatura.
La temperatura es la medida de la energía térmica, (la agitación de los átomos o moléculas).
Los puentes de hidrogeno absorben gran parte de la energía destinada a agitar a la molécula, ya que deben ser desechos para poder agitar a la molécula de agua.
Es por esta característica que el agua forma el medio interno, donde tienen lugar innumerables reacciones químicas, del metabolismo, las cuales generaran gran cantidad de energía, gracias a esta característica del agua podemos controlar dicha temperatura, pues somos homeotermos.
Tiene un alto calor de vaporización, es 500 veces el calor especifico cuando este es superior a la presión atmosférica, se evapora.
Gran parte del calor se emplea en la rotura de los puentes de hidrogeno, y el resto se invierten en la agitación hasta su evaporación.
Por lo que podemos decir que cada gramo de agua que se evapora de nuestro cuerpo, se lleva 500 calorías, en forma de calor, manteniendo así nuestra temperatura constante.
El agua tiene un alto punto de Fusión y Baja densidad en estado líquido.
Esto permite los tres estados físicos del agua en la Tierra, haciendo posible el ciclo del agua, todo esto se debe a los Puentes de Hidrogeno.
El agua tiene menos volumen en estado líquido, que en estado sólido, cuando el agua es sólida, los enlaces entre los tetraedros se hacen permanentes y por lo tanto quedan huecos entre ellos rellenos de aire, y por lo tanto se genera agua en estado sólido que tiene más volumen que peso siendo menos denso, es por lo que el hielo flota.
Es así como se permite la vida en los polos, ya que no se hielan los fondos marinos.
Alta tensión superficial:
Es la oposición que presenta la superficie del líquido a la introducción de un sólido en su seno.
Generalmente un objeto flota, cuando su volumen es mayor al de su peso, sin embargo una aguja es capaz de flotar, aunque su peso sea 7 veces más que su volumen, pero gracias a dicha tensión superficial la aguja, puede flotar.
Esto se debe a la cohesión entre las moléculas de agua, debido a los puentes de hidrogeno.
Gracias a esta propiedad del agua se dan los movimientos celulares que están basados en esta propiedad, también por ejemplo se da la ascensión de la savia bruta a través de los vasos del xilema, mediante la capilaridad.
Disolvente universal:
El agua es un disolvente universal, ya que es capaz de aislar las cargas eléctricas rompiendo los enlaces Iónicos.
Solo disuelve las sustancias polares, es esta propiedad es la que hace que sea elegida para formar parte del medio interno, ya que la gran mayoría de nuestras moléculas organicas son polares.
Gracias a esto cuando se disuelve un soluto, este se extiende mediante el método de difusión por todo el fluido, sin necesidad de energía.
El agua determina la forma de las sustancias apolares, tan solo por estar presente, pues aunque el agua parezca que solo tiene funciones pasivas también tiene bastantes funciones activas como:
El las reacciones químicas del metabolismo, las reacciones por hidratación, por hidrólisis, reacciones REDOX, en la fotosíntesis… E incluso para la formación de Acidos grasos es necesaria el agua.
Disoluciones y Dispersiones acuosas:
El agua forma el medio interno, junto con otras sustancias, dándose tres tipos de posibilidades:
H2O + sustancia polar (Diámetro pequeño) = Forma una disolución.
H2O + Sustancia apolar (Diámetro pequeño) = Forma una suspensión La sustancia tiende a sedimentarse
H2O(Fase Dispersante) + Otra Sustancia (Fase dispersa) [no es apolar pero su gran diámetro la hace insoluble] = Forma lo que es llamado una dispersión Acuosa, Coloidal o Coloidales..
Es parecido a mezclar clara de huevo y agua…
Características de la dispersión:
No se sedimentan, ya que la agitación térmica del H2O es suficiente como para que no se sedimente y a lo que se le suma la repulsión entre la fase dispersa, ya que suele ser de mismo signo dándose una repulsión eléctrica entre la fase dispersa…
Aire + Liquido = Niebla, Nubes…
Aerosol
Aire + Sólido = Humo
Agua + Sólido= En el cual predomina el sólido, se llama Gel. (Como el queso, flan o gelatina)
Sol + Líquido = Predomina el líquido se llama Sol (Hialoplasma, o Citosol)
Es el resultante de la dispersión de dos líquidos inmiscibles gracias a una sustancia emulsionante como por ejemplo la bilis que emulsiona las grasas para poder digerirlas.
Las propiedades del agua cuando hay una disolución o una dispersión cambian. Para los seres vivos es vital mantener la constancia de las variables del medio interno, nos da mayor independencia del medio externo y por consecuencia mayor evolución.
Debemos recordar de 1º Bachillerato la definición de Difusión, Ósmosis y Presión Osmótica, pincha en este enlace Aquí.
La ósmosis tiene una gran repercusión sobre los seres vivos, ya que si no contásemos con los mecanismos para regular estas variables, como es la Homeostasis, estaríamos expuestos al choque Osmótico.
Producto Iónico Del Agua Escala de PH
El agua es una molécula neutra, pero es capaz de Ionizarse, ya que 1 de cada 550 millones de moléculas se ionizan, es por lo que al tener un tanto por ciento tan bajo, se dice que posee un electrolito débil.
Esto se da por que la fuerza del puente de hidrógeno es suficientemente fuerte como para atraer un átomo más de hidrógeno.
El agua cuando se encuentra en equilibrio de cargas, a 25ºC, seria cuando las cargas de [H+] y [OH-] se encuentran en equilibrio, que es justo cuando decimos que tiene un valor de PH 7, que es el neutro.
A medida que gana cargas el [H+] y pierde cargas el [OH-], la sustancia se va volviendo cada vez mas ácida como vemos en la foto... y se vuelve alcalina en el caso del caso inverso....
El PH se define como el Logaritmo negativo en base 10 de la actividad de los iones de hidrógeno Para resumir esto de manera simple utilizamos el exponente al que esta elevado como el valor de PH, como por ejemplo pH = –log[10–7] = 7
