Características del Agua

Características del Agua

Al ser las moléculas de agua dipolos eléctricos con distribución aritmética de electrones, se establecen enlaces de hidrógeno entre el átomo de oxígeno de una molécula de H₂O y los átomos de hidrógeno de las moléculas vecinas. Estos enlaces de hidrógeno se forma y se escinden (rompen) con mucha facilidad y enlazan entre sí grupos de moléculas de 3, 4 y hasta 9, lo que explica el estado líquido del agua, aunque estas fracciones duran milésimas de segundo. En realidad, existen polímeros de agua que rellenan huecos. Debido a estos enlaces, las moléculas de agua se mantienen unidas por cohesividad, y de esta cohesión depende una serie de propiedades del agua de gran importancia para los seres vivos. La cohesión debida a los puentes de hidrógeno, es responsable de características del agua y de muchas funciones que el agua cumple en los seres vivos.

• ·         Funciones de capilaridad que permiten la ascensión de la savia a través de finísimos conductos que forman los vasos leñosos (xilema), es debido a las grandes fuerzas de adhesión.

• ·         La cohesividad también es responsable de que el agua sea un líquido casi incompresible, capaz de dar el volumen y la turgencia a muchos seres vivos. Por tanto es una función estructural. Las células también mantienen la membrana rígida debida a la presión que ejerce el agua. También la presión superficial origina corrientes intracelulares llamadas ciclosis, que deforman las células produciendo movimiento.

• ·         Elevado calor de vaporización. La cantidad de calor necesario para evaporar  1g de agua es también debido a la cohesividad. Pues para pasar del estado líquido al gaseoso, es necesario romper los enlaces de hidrógeno entre las moléculas de agua.

• ·         Responsable de la elevada tensión superficial.

• ·         Tiene elevado calor específico, definiéndose como: cantidad de calor necesaria para elevar la temperatura de una cierta masa de agua.

Esto hace que el agua almacene o libere una gran cantidad de calor al evaporarse o calentarse, que hace que sea un excelente distribuidor térmico. Hace que la temperatura del cuerpo sea uniforme, y tiene función termorreguladora, amortiguando los cambios bruscos de temperatura (también el calor específico).

·         También tiene función mecánica y amortiguadora. Por ejemplo, los vertebrados poseen en sus articulaciones, bolsas de líquido sinorial, que evita el roce entre los huesos.

Por ser líquida a temperatura ambiente, apareció la vida en ella.

 Solubilidad del Agua

El agua es un buen disolvente de compuestos químicos. Es por tanto el medio dispersivo por excelencia. Prácticamente, todas las sustancias químicas se disuelven en agua, a excepción de los ácidos grasos. Esto es debido a que el agua es una sustancia polar, las moléculas de agua se disponen alrededor de los iones positivos con la parte negativa de las moléculas de agua, en el caso de los iones negativos,  al revés.

Los glúcidos normalmente son solubles en el agua, ya que tienen una elevada proporción de oxígeno. Por el contrario, las sustancias orgánicas con elevada proporción de hidrógeno, son poco solubles en agua. Algunas sustancias tienen una parte de su molécula que sería soluble en agua, y sería, por tanto, hidrófila, y otra parte de la molécula, sería insoluble (hidrófoba).

Estas sustancias se llaman anfipáticas, y cuando están en un medio acuoso, orientan sus moléculas de tal forma que dan lugar a la formación de bicapas o monocapas.

Las biomoléculas como proteínas, sí son solubles en agua, y forman un tipo especial de disoluciones llamadas coloides, o disoluciones coloidales.

Debido a esta solubilidad, el agua facilita las reacciones entre la materia viva, favoreciendo la disociación iónica, como consecuencia de la elevada constante dieléctrica. Además, el agua interviene en la síntesis de nuevos compuestos orgánicos. También tiene función de transporte, siendo el único medio de paso de sustancias entre el interior de los organismos al exterior, y viceversa. Tanto de sustancias alimenticias como de desecho.

El desdoble de los compuestos iónicos en los iones positivos (aniones), o sus iones negativos (cationes), se le llama solvatación iónica.

El agua

El agua

Es la biomolécula más abundante en la corteza y también en la materia viva. Es uno de los pocos líquidos naturales, y además en los seres vivos es un componente fijo.

Representa del 60% al 80% del peso total de la célula, aunque no todos los individuos contienen la misma cantidad.

En vegetales hay más agua que en animales. Además, la vida apareció y se desarrolló en ella. Es el medio en donde se lleva a cabo todo el quimismo vital.

La cantidad de H₂O varía con la edad y con la clase de órgano que se considere. Ciertos tejidos (como el tejido graso), contienen aproximadamente entre 10% y 20% menos que otros tejidos, que cuanto más nobles sean, mayor cantidad de agua poseen (como el tejido nervioso).

El agua se encuentra en los seres vivos, tanto intracelularmente como extracelularmente. El agua intracelular representa 2/3 del agua de los seres vivos, y el agua extracelular 1/3. Esta última se encuentra bañando a las células y forma parte de la linfa, la sangre, la savia…

La entrada de agua en el organismo se debe a varias fuentes:

• ·         La entrada de agua directamente, y contenida en otros líquidos.

• ·         El agua que forma parte de las sustancias sólidas.

• ·         El agua que se origina en las reacciones químicas, que se llevan a cabo en el organismo.

El agua se elimina mediante mecanismos como la orina o el sudor.

En seres unicelulares y organismos acuáticos, el agua además, es su medio ambiente.

El agua resulta imprescindible para la estabilidad de muchas sustancias biológicas, como por ejemplo las proteínas.

El agua se encuentra en la materia viva en 3 formas:

• ·         Circulante. Sangre, por ejemplo.

• ·         Imbibición. Para eliminarla de los seres vivos necesitamos calentar por encima de los 100º C.

• ·         Combinada. Aparece en reacciones químicas.

Como la vida se originó hace 3.500 millones de años, en un medio acuático, los seres vivos han sido diseñados alrededor de las propiedades y características del agua: Carácter polar, elevado punto de fusión y ebullición, calor específico, tensión superficial, etc.

Propiedades del Agua

• ·         A temperatura ambiente es líquida,  a diferencia de sus componentes, que están en estado gaseoso.

• ·         Punto de fusión de 0°, ebullición de 100°. Tiene su densidad máxima entre 1° y 4°C.

• ·         La importancia del agua radica en su estructura química y en su estructura electrónica.

La molécula está formada por 2 átomos de Hidrógeno y uno de Oxígeno. Pero también puede disociarse en dos iones: OHˉ y Hᶧ.

En la molécula de agua, los enlaces covalentes entre el oxígeno y los dos átomos de hidrógeno forma un ángulo de 104,5°.

Además, el átomo de oxígeno atrae hacia sí a los electrones del enlace covalente, esto hace que la molécula presente un exceso de carga negativa en las proximidades del átomo de oxígeno, y un exceso de carga positiva en la zona de los átomos de hidrógeno. Por tanto, cada molécula de agua actúa como un dipolo eléctrico, ya que la distribución de los electrones es aritmética, originándose la bipolaridad.

Biomoléculas y su clasificación

Buenas, estos son los apuntes del lunes, que no me dió tiempo a colgar. Pero ya os pongo todo actualizado hasta el día de hoy, 28/09/11, aunque voy a dividirlo en varias entradas para tenerlo todo más organizado.

Biomoléculas y su clasificación

Los bioelementos se unen entre sí para formar biomoléculas que son las que constituyen los seres vivos.

Estas biomoléculas se han clasificado siempre como principios inmediatos, llamados así porque podían extraerse de la materia viva con cierta facilidad con métodos sencillos como filtración, evaporación, disolución…

Estos compuestos orgánicos, generalmente, están formados por Carbono, Hidrógeno, Oxígeno y Nitrógeno, y son los que dan las características peculiares de la vida.

Los glúcidos y los lípidos tienen esencialmente, funciones energéticas y estructurales.

(Pregunta de selectividad) ¿Por qué los animales usan lípidos como sustancias de reserva y las plantas glúcidos?

Los lípidos tienen más capacidad energética, lo que nos sirve al ser organismos móviles.

Las proteínas son enzimáticas y estructurales.

Los ácidos nucleicos son los responsables de la información genética y algunas sustancias son de gran importancia, y aunque no tienen funciones estructurales, y se necesitan en pequeña cantidad, son fundamentales en el metabolismo de los seres vivos. Son los Biocatalizadores.

Los compuestos que constituyen los seres vivos están formados por la repetición de moléculas. Cada unidad que forman otras grandes moléculas se denominan monómeros.

Cada unidad menor que forman las moléculas se denomina monómero, y los compuestos resultantes de la unión de los monómeros se llaman polímeros. Los polímeros, a su vez, pueden ser macromoléculas o moléculas de elevado peso molecular.

Enlaces Característicos

Buenas a todos! Disculpadme que no haya subido todo antes, pero es que estos días he estado ocupado. Aquí os dejo los apuntes que se dieron el viernes, y su descarga en PDF. Un abrazo, Lucio.

Enlaces Característicos

•        Covalente. Los átomos que forman las moléculas orgánicas están unidos mediante enlaces covalentes, que son muy resistentes cuando la molécula está en disolución acuosa. Se forman cuando dos átomos comparten uno o más pares de electrones de su última capa. Si comparten 2 electrones, diremos que están unidos mediante enlace simple. Si comparten 2 electrones de cada átomo (4 electrones), el enlace será doble, y si comparten 3 electrones de cada átomo (6 en total), será enlace triple.

El enlace simple permite el giro entre los 2 átomos, cosa que no es posible en los enlaces dobles y triples.

El enlace covalente se da entre elementos no metálicos de electronegatividad similar (Como Carbono con Carbono, Carbono con Oxígeno, Carbono con Hidrógeno y Carbono con Nitrógeno). En el caso de que exista una mayor diferencia de electronegatividad, como por ejemplo ocurre con el Oxígeno (el elemento más electronegativo), atrae hacia sí los electrones, creándose una polaridad, es decir, en estas moléculas aparecerán zonas con carga eléctrica positiva y carga eléctrica negativa.

El Carbono (Inciso dentro del Enlace Covalente)

El Carbono es un elemento químico que tiene Nº 6 en la tabla periódica. Es el elemento más importante y abundante en los seres vivos, pero no lo es en la naturaleza (llegando a ser raro de encontrar en la corteza terrestre). Lo encontramos en la atmósfera en forma de CO₂, disuelto en el agua formando carbonatos, y también forma parte de minerales y rocas.

El carbono forma entre sí fácilmente enlaces covalentes, que pueden ser simple o múltiples. El átomo de Carbono posee 4 electrones en su última capa y puede formar diferentes estructuras:

v  Hibridación Tetraédrica. El átomo de Carbono se una mediante 4 enlaces covalentes simples a otros 4 átomos. En este tipo de hibridación, el carbono adopta una disposición tetraédrica, en la que el carbono se encuentra en el centro y los 4 enlaces se dirigen hacia los vértices.

                                                       

v  Hibridación Trigonal. El átomo de Carbono se une a otros tres átomos pero con 2 enlaces simples y uno doble.

v  Hibridación Digonal. El átomo de Carbono está unido a 2 átomos. A uno con enlace simple, y a otro con enlace triple.

Además del enlace covalente existen otra serie de enlaces en la materia viva ya que los medios biológicos son una mezcla compleja de compuestos químicos en las que aparecen átomos de pequeño tamaño como el Ion Hᶧ, y otros iones como los resultantes de las proteínas de tamaño enorme.

• ·         Enlace Iónico. Se suelen dar preferentemente en moléculas fácilmente ionizables, como por ejemplo el grupo ácido (-COOH) y el grupo amino (-NH₂). Este enlace se debe a fuerzas de carácter eléctrico que se establecen entre las cargas negativas y las cargas positivas, bien dentro de la misma molécula o bien dentro de moléculas próximas.

Estos enlaces en disolución o medio acuoso son muy débiles.

• ·         Puentes Disulfuro. Se llama así a los enlaces covalentes que se forman al reaccionar entre sí dos grupos sulfuro (S-S). Estos enlaces son extraordinariamente resistentes y los encontramos, por ejemplo, en proteínas.

• ·         Enlaces Puente de Hidrógeno. Muy débiles, pero si se dan en gran número, dan mucha estabilidad a las moléculas que los poseen. Los enlaces de Hidrógeno se deben a la mayor o menor electronegatividad de los elementos que participan. Estos enlaces son de gran importancia en determinados compuestos y en particular en proteínas y en ácidos nucleicos.

• ·         Fuerza de Van der Walls. Son fuerzas de carácter eléctrico debidas a fluctuaciones en la carga de los átomos. Sólo son efectivos cuando las moléculas se encuentran muy próximas unas a otras.

• ·         Uniones Hidrofóbicas.Ciertas sustancias insolubles en el agua, cuando se encuentran en un medio acuoso, se van a mantener unidas entre sí por su relación al medio en el que se encuentran. Estas uniones, aunque son débiles, son de gran importancia en el mantenimiento de los componentes lipídicos, sobre todo en las membranas celulares y en la configuración de muchas proteínas.  

 

Materia Viva y Bioelementos

Materia Viva y Bioelementos

La materia viva es un sistema en equilibrio en el que existe una coordinación de todas las reacciones químicas (metabolismo).

Para poder realizar las tres funciones vitales, los seres vivos están compuestos por elementos químicos del sistema periódico, y que también pertenecen a la tabla de los elementos.

La materia viva se considera un sistema coloidal polifásico y heterogéneo, en el que la fase dispersiva es el agua, y la fase dispersa es un conjunto de sustancias químicas orgánicas e inorgánicas.

La materia viva está constituida por una serie de sustancias químicas que a su vez están formadas por elementos químicos. Los Bioelementos son elementos químicos que constituyen los seres vivos.

De los aproximadamente 100 elementos químicos que existen, unos 70 son los que se encuentran en los seres vivos, y de ellos sólo 22 se encuentran en toda la materia viva con cierta abundancia, cumpliendo determinadas funciones.

Los elementos comunes en la materia mineral y la orgánica sólo se diferencian en la proporción que existen en los elementos, así como la forma de estructurarse en las moléculas.

Dentro de los Bioelementos encontramos 10 que son absolutamente precisos para la vida: Son los bioelementos primarios. Estos representan en su conjunto el 96,2% del total de la materia viva.

Hay otros bioelementos, los secundarios, que son, por ejemplo: Naᶧ, Kᶧ, Caᶧ ᶧ, Mgᶧ ᶧ, Clˉ, Feᶧ ᶧ.

Estos bioelementos secundarios se encuentran en menos proporción que los primarios, pero también son imprescindibles para la materia viva. Normalmente, en medio acuoso están ionizados.

Además, encontramos elementos que son indispensables para unos organismos, pero que no lo son para otros. Por ejemplo: El Cloro y el Sodio son fundamentales en los animales. El ion Cúprico (Cuᶧ ᶧ) es fundamental en moluscos y crustáceos. Así también el Silicio forma parte de diatomeas.

Además de estos bioelementos indispensables existen otros bioelementos importantes, pero que se necesitan en proporciones inferiores al 0,1%. Son los elementos vestigiales u oligoelementos. Dentro de los indispensables de los oligoelementos están: Manganeso, Ion Ferroso y Férrico, Cobre, Vanadio, Iodo, Silicio… Por ejemplo, el Iodo es necesario para la tiroides. Las sales de Litio, se utilizan para tratar la depresión. El Vanadio compone los líquidos vasculares de otros seres vivos. El Magnesio es el pigmento que está presente en la Clorofila. El Calcio es necesario para los huesos y los dientes y también para que funcione bien el corazón y las contracciones musculares.

Características de los Bioelementos Primarios

· El hecho de que sean tan abundantes en los seres vivos se debe a que tienen una serie de características idóneas para que formen moléculas entre ellos. Aunque no sean los elementos más abundantes en la Tierra, sí se encuentran en las capas externas de ésta.

· Sus compuestos presentan polaridad, por lo que fácilmente se disuelven en agua, así se facilita su eliminación o su incorporación.

· Presentan poco peso atómico, lo que facilita las reacciones químicas entre ellos.

· Poseen mucho calor específico, es decir, mucha energía en muy poca masa. El Carbono y el Nitrógeno presentan la misma afinidad para unirse al Oxígeno o al Hidrógeno, por lo que pasan con facilidad del estado oxidado al estado reducido. Esto es de gran importancia en una de las reacciones mayoritarias, sobre todo relacionadas con la obtención de energía.

· Carbono, Hidrógeno, Oxígeno y Nitrógeno tienen entre ellos desiguales valencias, con lo que forman entre sí enlaces covalentes fuertes y estables, dando lugar a una gran variedad de moléculas (algunas de gran tamaño).

El Oxígeno es el único elemento que abunda tanto en la materia mineral como en la orgánica.

Funciones de los Bioelementos

· Algunos tienen funciones suturarles o plásticas y forman las estructuras de los organismos y sus compuestos.

· Función energética. Forman parte de moléculas energéticas (Como el Fósforo en el ATP).

· Función catalítica. Catalizan reacciones químicas. Por ejemplo: Fe, Cu, Co, Mg.

· Funciones osmóticas y electrolíticas. Por ejemplo: Na, K y Ca.

Otros tienen incluso actividades específicas, como el ion sodio, imprescindible en líquidos internos, el Ion K para el impulso nervioso o el Caᶧ ᶧ en la contracción muscular.

Apuntes de 2º Bachiller del año pasado

Hace unos días, Eva Téllez me envió los apuntes que ella cogió de Biología de 2º el año pasado.
Les he echado un vistazo, y hasta ahora no son los mismos que los nuestros, pero por si acaso os los dejo en el blog. Bye!!

Primer Link.

Segundo Link.

Vocabulario en PDF

Hola! Paz hace nada dió una ficha en la que estaba el vocabulario esencial de Biología. La tenéis en el siguiente link. Saludos!

Repaso o Inicio

Biología

Definimos la Biología como la ciencia que se ocupa del estudio de la vida, siendo la vida el atributo que poseen los seres vivos.

Características de los seres vivos

• Complejidad.

• · Composición Química. Constituida por los mismos tipos de elementos químicos y de moléculas.

• · Tienen organización de Células.

• · Realizan Funciones Vitales.

• · Poseen Homeostasis. Mecanismos que aseguran el mantenimiento y la regulación de todas las características de la vida.

• · Gran diversidad de forma, como consecuencia de su adaptación al medio y de su evolución.

Los límites entre lo inerte y lo vivo no quedan establecidos, ya que existen seres que no cumplen estos requisitos -como son los Priones y Virus- pero sí tienen capacidad evolutiva.

En cuanto a la complejidad, cualquier ser vivo es más complejo que la materia inerte, pero comparten el mismo tipo de elementos o moléculas (en algunos casos).

En cuanto a nivel de organización celular, existen unicelulares y pluricelulares, formados por dos tipos de células: Procariota y Eucariota (más complejas que las primeras).

En los seres pluricelulares, las células se agrupan formando tejidos, y el estudio de los tejidos recibe el nombre de Histología. El estudio de los seres microscópicos, recibe el nombre de Microbiología. El estudio de comunidades y poblaciones de seres vivos se llama Ecología.

En cuanto a la unidad de composición química, los seres vivos están formados por biomoléculas inorgánicas(como el agua), y biomoléculas orgánicas (glúcidos, lípidos, ácidos nucleicos…).

Funciones de los Seres Vivos

• · Nutrición. Se realizan una serie de reacciones químicas (metabolismo).

Hay dos tipos de nutrición: Autótrofa (fotosíntesis, quimiosíntesis), y heterótrofa (omnívoro, carnívoro, herbívoro).

Vegetales -> Productores

Animales -> Consumidores

Hongos y Bacterias -> Transformadores (o descomponedores).

• · Relación. Comportamiento o conducta de los seres vivos.

En esta función se integra la Homeostasis, y dentro de la homeostasis, existen dos tipos de seres vivos: Homeotermos (o de sangre caliente) y Poiquilotermos (o de sangre fría).

• · Reproducción. Los tipos de reproducción que hay son: Asexual y Sexual.

• · Adaptación al Medio con los procesos de evolución Biológica, en la que entra la genética, que daría origen a los fenómenos de mutación genética.

Clasificación de Seres Vivos (Reinos)

Reino	Tipo de Células	Cantidad de Células	Reproducción	Alimentación	Tejidos	Ejemplos
Monera	Procariotas	Unicelulares	Asexual	Todas	No	Bacterias, cianofíceas, micoplasmos
Protoctistas	Eucariotas	Unicelulares	Asexual	Todas	No	Protozoos y Algas
Hongos (Fungi)	Eucariotas	Pluricelulares y Unicelulares	Por Esporas	Heterótrofa	Sí	Levaduras, Setas y Líquenes
Animales (Metazoo)	Eucariotas	Pluricelulares	Sexual	Heterótrofa	Sí	Perro, Gato, Brontosaurio
Vegetal (Metafitas)	Eucariotas	Pluricelulares	Sexual	Autótrofa	Sí	Naranjo, Cerezo