COMPOSICIÓN QUÍMICA DE LA MATERIA VIVA

COMPOSICIÓN QUÍMICA DE LA MATERIA VIVA
ELEMENTOS QUÍMICOS: 110
BIOELEMENTOS ( Elementos biogénicos): 25 - 30
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:
Na, K, Mg, Ca, Cl,
OLIGOELEMENTOS:
Fe, Cu, Co, I, Li, Cr, Zn…
IDONEIDAD DEL CARBONO:
Nº ATÓMICO 6
1S2 2S2 2P2
1S2 2S1 2Px 1 2Py1 2Pz1
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
♦
♦ 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 (CO2)
BIOMOLÉCULAS
INORGÁNICAS:
AGUA
SALES MINERALES
ORGÁNICAS:
GLÚCIDOS
LIPIDOS
PROTEINAS
ÁCIDOS NUCLEICOS
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
EL AGUA: PROPIEDADES
FISICOQUÍMICAS
EL AGUA: FUNCIONES
BIOLÓGICAS
MEDIO DE REACCIÓN
1. Acción disolvente
Es el medio donde transcurren las
reacciones químicas en los seres vivos
(metabolismo)
Permite el transporte de sustancias
(aporte y retirada)
ESTRUCTURAL
2. Elevada fuerza de cohesión
(incompresible)
Actúa como un esqueleto hidrostático
Procesos de turgencia
TRANSPORTE
3. Elevada fuerza de adhesión
Procesos de capilaridad
4. Alto calor específico
Amortiguador térmico
TERMORREGULACIÓN
TERMORREGULACIÓN
5. Conductividad térmica
El calor que se desprende en los
procesos metabólicos no se acumula en
los lugares donde se produce
6. Alto calor de vaporización
Procesos de refrigeración
7. Menor densidad en estado sólido
El hielo aísla de las bajas temperaturas
a las aguas profundas en los medios
líquidos
TERMORREGULACIÓN
AISLANTE
USOS BIOQUÍMICOS
Donante de H+ y een la Fotosíntesis
DOS POSIBILIDADES DE DISOCIACIÓN
• MOLECULAR
Rotura de enlaces
HIDRÓLISIS
(proceso enzimático)
• IÓNICA (DISOLUCIONES)
El producto iónico del agua
permite establecer la escala de ph
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-, SO4 =, PO4 =, CO3 =, HCO3 -, NO3 -
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
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 10.000)
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
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
CO2 en forma de bicarbonato