1.BIOELEMENTOS Y BIOMOLÉCULAS
Todos los seres vivos estamos formados por bioelementos, que se clasifican en bioelementos primarios (96%)= oxígeno (O), carbono (C), hidrógeno (H), nitrógeno (N), fósforo (P), y azufre (S); bioelementos secundarios (4%)= calcio (Ca), sodio (Na), magnesio (Mn), cloro (Cl), potasio (K); y oligoelementos (menos del 0’1%)= Hierro (Fe), cobalto (Co), cobre (Cu), zinc (Zn), yodo (I), flúor (F).
A su vez, estos bioelementos forman moléculas denominadas biomoléculas, las cuáles se clasifican en orgánicas e inorgánicas. En esta entrada vamos a ver las dos biomoléculas inorgánicas que son el agua y las sales minerales.
FUENTE: Imagen propia.
2. AGUA
El agua es la molécula más abundante en todos los seres vivos, ocupando aproximadamente entre un 60 y un 90 % del peso. En la materia viva se puede encontrar de tres formas, como agua circulante (en la sangre, la sabia, la linfa..), como agua intracelular (en el citoplasma de la célula y en el interior de algunos orgánulos) ocomo agua intersticial (entre las células).
¿Cómo son las moléculas de agua?
Una molécula de agua está formada por un oxígeno y dos hidrógenos, los cuales forman un ángulo de 104’5º, y están unidos entre sí mediante enlaces covalentes. Es una molécula dipolar, pues tiene una zona cargada negativamente (el O-) y una zona cargada positivamente (los H+). Las moléculas de agua pueden enlazarse entre sí con un total de otras cuatro moléculas de agua. Tal como vemos en la imagen, cada átomo de O, al ser (-) puede enlazar con dos átomos de H(+) distintos y a su vez cada H(+) puede enlazarse con otro átomo de O(-). Éstos enlaces se llaman puentes de hidrógeno.
FUENTE: iagua.es
¿Qué propiedades y qué funciones tiene el agua?
1) Fuerza de cohesión alta= aunque los enlaces individuales son débiles y se rompen constantemente, la fuerza total de los enlaces que mantiene A las moléculas unidas es muy grande, formando estructuras compactas. Además actúa como amortiguador mecánico como por ejemplo el líquido sinovial dentro de los huesos. FUNCIONES: estructural, amortiguador mecánico.
2) Fuerza de adhesión alta= la fuerza de adhesión entre una molécula de agua y las paredes de los conductos de las plantas es más grande que la de dos moléculas de agua. Esta propiedad se llama capilaridad, y permite a la sabia bruta ascender por los tubos capilares de las plantas en contra de la gravedad. FUNCIONES: transporte (capilaridad)
3) Tensión superficial alta= Al igual que la fuerza de cohesión, la tensión superficial también hace referencia a que la fuerza que une las moléculas opone resistencia a romperse. Esto hace que microorganismos como un insecto llamado zapatero pueda vivir en la superficie del agua y, o que al llenar un vaso de agua este forme una superficie convexa. FUNCIONES: amortiguador mecánico.
4) Calor específico y calor de vaporización elevado= Para bajar la temperatura del agua se desprende mucho calor. Al contrario, para elevar la temperatura del agua (y vaporizarse) se requiere mucho calor. (Aproximadamente 540 cal para 1gr de agua a 20°C). Estas propiedades hacen que el agua actúe tampón térmico en los seres vivos regulando la temperatura mediante el proceso de sudoración. FUNCIONES: termorreguladora
5) Densidad del agua= La densidad del agua en estado líquido es mayor que la del estado sólido. Esto hace que en los ríos y en los lagos bajan las temperaturas El agua que se congela, al tener menor densidad se queda en la superficie formando una red cristalina que aísla del frío y retarda la formación de hielo. Esto permite que siga habiendo vida en el fondo de esas aguas. FUNCIONES: vida.
6) Elevada constante dieléctrica= cuando una sustancia se disuelve en agua, las moléculas rodean a esa sustancia separándola en sus iones constituyentes. Este proceso se llama solvatación. Una sustancia puede ser:
-Hidrófilas: son moléculas polares. Se disuelven en el agua. Por ejemplo: etanol o glucosa.
-Hidrófobas: son moléculas no polares. No son solubles en el agua. Por ejemplo las grasas neutras.
-Anfipáticas: tienen zonas polares y zonas no polares. Por ejemplo los ácidos grasos.
7) Grado de ionización bajo= aproximadamente solo del 0,0000001 % de las moléculas de agua está ionizada, es decir, hay muy pocos hidroxilos (HO-) e hidronios (H3O+). Por tanto, aunque eches una pequeña cantidad de un ácido o de una base al agua, los niveles del pH cambian bruscamente. FUNCIONES: reactivo.
FUENTE: Imagen propia.
3. SALES MINERALES
Las sales minerales se pueden encontrar en varios estados:
● En estado sólido/ precipitadas:
Por ejemplo el CaCO3 (carbonato cálcic) forma parte de los huesos, dientes, cochas de los moluscos...
● En disolución:
Tienen un tamaño menor de 5nm. Mezcla homogénea.
PROPIEDADES
1) Ósmosis: es un tipo de transporte, difusión pasiva, que no gasta energía en el cual el agua, para regular la concentración de sales minerales pasa a través de una membrana semipermeable del lado en el que hay menos concentración de sales hay al lado que más haya. A continuación, un esquema visual sobre lo que le pasa a una célula vegetal y a una célula animal dependiendo de la concentración de sales que haya dentro y fuera de la célula, y cómo la ósmosis ayuda a regularla:
FUENTE: Imagen propia.
2) Difusión: en este tipo de transporte, son las partículas de las sales minerales o el compuesto que sea las que pasan a través de una membrana para regular su concentración.
FUENTE: milibrodebiologia.wordpress.com
3) Sistemas estabilizadores: las sales minerales disueltas actúan como estabilizadores de pH:
·TAMPÓN FOSFATO: utilizado en los líquidos intracelulares para mantener el nivel del pH a 6´86. H2PO4- <-----> HPO42- + H+
·TAMPÓN BICARBONATO: se utiliza en los líquidos intercelulares y mantiene el nivel de pH a 7´4. CO2 + H2O <-----> H2CO3 <-----> HCO3 - + H+
● En dispersión coloidal:
Tamaño entre 5 y 200nm. Las partículas se ven con centrifugación.
PROPIEDADES
1) Capacidad de presentarse en forma de gel: cuando las dispersiones están en estado sol la fase dispersa se encuentra sólida y la fase dispersante en estado líquido. Las dispersiones tienen la capacidad de presentarse también en fase gel, en la que la fase dispersa está en estado líquido y la fase dispersante en estado gelatinoso con las fibras entrelazadas.
2) Poder adsorbente: la adsorbencia es la capacidad de que tiene un sólido de retener sobre su superficie una molécula líquida o gaseosa.
3) Diálisis: es la separación mediante una membrana semipermeable de las partículas dispersas según su masa molecular. Por ejemplo la hemodiálisis, realizada en los riñones, que limpia la sangre y las toxinas las saca en forma de orina.
FUENTE: mindomo.com
4) Elevada viscosidad: la viscosidad es la resistencia de un líquido a fluir, es decir, de las moléculas moverse.
5) Efecto Tyndall: las dispersiones parecen transparentes, pero si sobre un fondo oscuro lo iluminadas con luces laterales las partículas se hacen visibles.
6) Capacidad de sedimentación: en condiciones normales las dispersiones están estables, sin embargo cuando reciben una fuerza centrífuga, llegan a sedimentarse.
7) Capacidad de respuesta a la electroforesis: en un gel, la capacidad de respuesta a la electroforesis se refiere a la capacidad de transporte de las partículas por la acción de un campo eléctrico.