Bioelementos y Oligoelementos

1. Deduce qué tipo de enlaces presentarán la mayoría de los oligoelementos estudiados.
La mayoría de los oligoelementos formarán enlaces iónicos, ya que son elementos muy electropositivos o electronegativos, con capacidad para formar iones (cationes o aniones) que se unirán a otros elementos mediante interacciones electrostáticas.

Lista de Bioelementos

Bioelementos primarios: carbono, hidrógeno, oxígeno, nitrógeno, azufre y fósforo. Bioelementos secundarios: sodio, potasio, magnesio, calcio, cloro. Oligoelementos: hierro, cobre, yodo y litio. Los bioelementos son elementos químicos idóneos para formar los seres vivos por sus características fisicoquímicas, su tamaño y sus electrones de valencia, que determinan su reactividad, el tipo de enlace que forman y su comportamiento acuoso.

Funciones de los Oligoelementos

3. ¿Qué funciones tienen los oligoelementos selenio, cobalto y litio?
El selenio es importante para la reproducción, la función de la glándula tiroidea y la producción de ADN, y ayuda al cuerpo a producir enzimas antioxidantes. El cobalto forma parte de la vitamina B12, esencial para el funcionamiento del sistema nervioso, y para la formación de glóbulos rojos. El litio afecta a la permeabilidad de las membranas celulares, por lo que tiene importancia en los procesos de neurotransmisión.

Comparación entre Carbono y Silicio

4. Carbono y silicio presentan características fisicoquímicas parecidas. Averigua por qué el silicio no es un bioelemento primario pese a ser tan abundante en la corteza. Aunque el silicio al igual que el carbono es capaz de formar enlaces consigo mismo, tiene 8 electrones más que el carbono y su radio atómico es mucho mayor. Por ello, la distancia de enlace químico entre átomos de silicio es mucho mayor siendo solo la mitad de fuerte que el enlace carbono-carbono. Las cadenas complejas de silicio no tendrían estabilidad suficiente para formar estructuras complejas compatibles con la vida.

Biomoléculas y Compuestos Orgánicos

Características de las Biomoléculas

6. ¿Qué características comunes presentan las biomoléculas?Las características comunes de las biomoléculas son: • Están formadas mayoritariamente por los bioelementos primarios. • Tienen una estructura cuya base química es el carbono, que forma el esqueleto de la molécula. • Son macromoléculas de gran tamaño y complejidad. En muchos casos se trata de polímeros, grandes moléculas formadas por la unión de muchos monómeros, moléculas más pequeñas de naturaleza química similar. • Tienen una estructura tridimensional, que en la mayoría de los casos es esencial en la función biológica que desempeña la molécula. • Presentan diferentes grupos funcionales, que les confieren propiedades específicas que les permiten intervenir en una gran variedad de reacciones químicas, dando lugar al metabolismo celular. • La estructura tridimensional de las biomoléculas y la existencia de diferentes grupos funcionales determinan la aparición de isómeros, moléculas distintas que tienen la misma fórmula molecular. La isomería es de gran importancia para las células, siendo, en muchas ocasiones, alguno de los isómeros de una sustancia la única forma biológicamente activa.

Tipos de Biomoléculas

7. Nombra los diferentes tipos de biomoléculas y busca ejemplos para cada uno de ellos. Algunos ejemplos son: Glúcidos: glucosa, sacarosa, celobiosa, glucógeno. Lípidos: ácido linoleico, esfingomielina, colesterol, vitamina D. Proteínas: queratina, colágeno, insulina, caseína. Ácidos nucleicos: ADN, ARNm, ARNr, ARNt.

Grupos Funcionales

8. ¿Qué es un grupo funcional? Nombra los grupos funcionales más importantes y pon un ejemplo para cada uno de ellos. Un grupo funcional es un átomo o conjunto de átomos que sustituyen a uno o más de los hidrógenos unidos a la cadena carbonada y que confieren a la molécula sus propiedades características. Los grupos funcionales más importantes son: hidroxilo (ejemplo, metanol); carboxilo (ejemplo, ácido graso); carbonilo, que puede ser aldehído o cetona (ejemplos, glucosa y fructosa); amino (ejemplo, aminoácido); éster (ejemplo, colesterol); fosfato (ejemplo, ATP); tiol (ejemplo, cisteína).

El Agua

Polaridad del Agua

9. Explica cómo influye la polaridad de la molécula de agua en la disolución de sustancias iónicas. El agua tiene capacidad para formar puentes de hidrógeno con otras sustancias que tienen grupos polares o carga iónica (alcoholes, azúcares con grupos hidroxilo, aminoácidos y proteínas, con grupos que tienen cargas positivas y negativas); lo que da lugar a disoluciones moleculares. También las moléculas de agua pueden disolver sustancias salinas que se disocian, formando disoluciones iónicas.

Densidad del Hielo

10. ¿Qué repercusiones tendría para la vida si el hielo fuera más denso que el agua líquida? Gracias a su menor densidad en estado sólido, el hielo flotante aísla y protege el agua de la congelación, permitiendo que exista vida acuática en zonas profundas de lagos y ríos en climas fríos. Si, por el contrario, el hielo fuera más denso que el agua líquida, al congelarse el agua, el hielo no flotaría, por lo que se hundiría en el agua. Esto podría conducir a la congelación total del medio acuático, en el que no podrían sobrevivir los seres vivos

Sales Minerales

Presencia de Sales Minerales en los Seres Vivos

12. ¿Cómo se pueden encontrar las sales minerales en los seres vivos? Las sales minerales están presentes en los seres vivos en forma sólida, disueltas en agua, y sus iones asociados a otros compuestos.

Estado y Función Biológica de Sales Minerales

13. Indica el estado y la función biológica de: sílice, calcio, hierro, carbonato y bicarbonato de calcio. Sílice. Forma sólida. Forma parte de las espículas que constituyen el esqueleto de las esponjas. También se halla en los caparazones que protegen a las diatomeas (algas unicelulares). Esta sal cumple una función protectora en las plantas, en las que se puede encontrar formando depósitos sobre la pared celular. Calcio. En forma de ion participa en funciones como la contracción muscular y la transmisión del impulso nervioso, ayuda a la coagulación de la sangre y modula la actividad de algunas enzimas. En forma sólida, tiene una función estructural en caparazones y esqueletos de muchos seres vivos. Hierro. Catión. Forma parte de la estructura de la hemoglobina, proteína encargada del transporte de oxígeno a través de la sangre. Carbonato de calcio. Forma los caparazones y esqueletos de muchos invertebrados, como los moluscos. También forma parte de los huesos de los vertebrados y de las cubiertas externas de los huevos de algunos vertebrados, como los reptiles. Bicarbonato de calcio. En forma de anión, la función principal del bicarbonato es la de transportar el dióxido de carbono a través de la sangre, para su eliminación en los pulmones

Regulación del Medio Interno Celular

Sistema Tampón

14. ¿Qué es un sistema tampón? Pon un ejemplo y explica cómo actúa. Un sistema tampón es un sistema amortiguador de las variaciones de pH del medio y consiste en un par ácido-base conjugado, que actúa como dador y aceptor de protones, respectivamente. Un ejemplo es el tampón bicarbonato, formado por el par carbonato- bicarbonato según la reacción: CO2 + 2 H2O = 8 H2CO3 + H2O = 8 H3O+ + HCO3- Esta reacción se produce en los dos sentidos y se encuentra en equilibrio. Si aumenta la concentración de iones hidronio (H3O+), el equilibrio se desplaza hacia la izquierda, hacia la formación de ácido carbónico, amortiguándose así el pH. Si disminuye la concentración de iones hidronio (H3O+), la reacción se desplaza hacia la derecha, y se produce la disociación del ácido carbónico, consiguiéndose así amortiguar la variación de pH.

Ósmosis

15. Define ósmosis. La ósmosis es un tipo de transporte que se produce cuando una sustancia no puede atravesar la membrana, pero hay una diferencia de concentración entre el interior de la célula y el medio extracelular. La molécula que difunde en este caso es el disolvente en el que la sustancia se encuentra disuelta, el agua, que sí puede atravesar la membrana. De esta forma, el agua atraviesa la membrana plasmática desde el lugar donde la concentración de sustancia es menor hasta donde es mayor, hasta que se igualan las concentraciones.