BIOELEMENTOS​

El cuerpo humano se encuentra compuesto por unos 20 de los elementos de la tabla periódica, los llamados bioelementos, entre los que se destacan dos tipos:

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• Bioelementos Primarios: constituyen el 96% de nuestro peso. Son el Oxígeno, Carbono, Hidrógeno y Nitrógeno, y en menor proporción, el fósforo y el azufre. Estos formas las biomoléculas.

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• Bioelementos Secundarios: aparecen en menor proporción, entre ellos estando el calcio, el sodio, el potasio, el magnesio y el cloro. Forman el 4% del peso de la materia viva.

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• Oligoelementos: concentraciones <0.1%. Entre ellos están el hierro, el cobre, el cobalto, el zinc, el yodo y el flúor. Tienen funciones muy importantes y su carencia puede provocar graves trastornos.

 

Estos bioelementos se acumulan formando las biomoléculas, que pueden ser a su vez orgánicas o inorgánicas.

 

BIOMOLÉCULAS INORGÁNICAS 

 

Se encuentran en los seres vivos, pero también en la materia no viva, y son el agua y las sales minerales 

 

AGUA

El agua es la biomolécula más abundante en los seres vivos, formando entre el 60-90% de su peso. 

Su estructura molecular es un átomo de oxígeno unido por enlaces covalentes con dos átomos de hidrógeno, formando entre sí un ángulo de 104,5°.

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El oxígeno tiene una densidad electrónica alta y un polo ligeramente negativo, mientras que el hidrógeno tiene una densidad electrónica más baja y dos polos ligeramente positivo. Esto hace que la molécula de agua sea una molécula dipolar.

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Entre dos molécula de agua, o mejor dicho, entre el átomo de oxígeno de uno con un átomo de hidrógeno de otro, se forman unos enlaces llamados puentes de hidrógeno. 

 

PROPIEDADES DEL AGUA

 

Fuerza de cohesión: Actúa como líquido en un amplio margen de temperatura.

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Fuerza de adhesión: los puentes de hidrógeno crean una fuerza adhesiva entre dos moléculas de agua o entre una molécula de agua y la pared de un conducto (capilaridad)

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Tensión superficial: Opone resistencia a romperse la superficie del agua y permite que algunos seres vivos vivan asociados a la película superficial.

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Calor específico: Hace falta gran cantidad de energía para subir la temperatura de una unidad de masa 1°.

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Calor de vaporización: Hace falta mucha energía para pasar del estado líquido al estado gas.

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Densidad en estado líquido: Tiene más densidad como líquido que como sólido, que permite que haya vida debajo del hielo en los cuerpos de agua.

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Constante dieléctrica: Gracias a las moléculas dipolares, el agua es un gran medio disolvente de compuestos iónicos y compuestos covalentes polares. 

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Grado de ionización: Si se le añade una sustancia ácida o básica, aunque sea en poca cantidad, sus niveles varían mucho.

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Disolvente universal: Cuando una molécula se disuelve, sus componentes de separan y se rodean del disolvente. La polaridad de las moléculas permite que el agua sea una sustancia solvente.

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FUNCIONES AGUA 

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• Disolvente universal: gracias a la elevada constante dieléctrica, al bajo grado de ionizacion y a la propiedad de disolvente universal.

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• Buen reactivo: Lugar donde se producen grandes cantidades de reacciones químicas gracias al bajo grado de ionizacion y a que es buen disolvente.

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• Transporte: Sistema de transporte de las plantas por capilaridad (fuerza adhesión) y en los seres vivos por ser buen disolvente.

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• Estructural: Funciona con esqueleto hidrostático para las células.

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• Lubricante o amortiguadora mecánica: Evita rozamiento por la elevada cohesión. Por ejemplo el líquido sinovial o cefalorraquídeo.

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• Termorreguladora: Gracias al alto calor específico y de vaporización mantiene constante la temperatura del cuerpo humano absorbiendo o cediendo calor.

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• Permite la vida en el agua a temperaturas de congelación: Gracias a su coeficiente de dilatación negativo y a la densidad del agua en estado líquido.

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Dejo abajo un esquema realizado en grupo durante la clase de biología sobre todo lo anteriormente dicho sobre el agua.

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SALES MINERALES

 

Pueden encontrarse en tres estados:

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• Estado sólido o precipitadas

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Forman parte de estructuras esqueléticas como Ca3(PO4)2 y CaCO3 que forman parte de dientes y huesos.

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• Asociadas a otras moléculas 

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Como por ejemplo los fosfolípidos, las fosfoproteínas, la hemoglobina...

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• Disueltas

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Las funciones de las sales disueltas son:

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• ​​Mantener constante la presión osmótica y el volumen celular

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• Permiten la permeabilidad, excitabilidad y la contractibilidad 

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• Potencial eléctrico 

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• Regular la actividad enzimática

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• Regular el grado de acidez (pH) gracias al efecto tampón​

  • ​Añadir protones o electrones al medio para regular su grado de acidez de forma automática.

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Dentro de las sales disueltas encontramos varios tipos:

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• Disoluciones

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Una mezcla homogénea con partículas de un tamaño mayor a 5nm. Dentro de esta encontramos:

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• Difusión: Repartición homogénea de partículas de un fluido en el seno de otro al entrar en contacto.

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• Diálisis: Pase de las partículas a través de una membrana semipermeable que separa partículas por su tamaño. Se utiliza en las diálisis de las personas diabéticas.

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• Ósmosis: Difusión paso a de agua desde una solución más diluida a otra solución más concentrada.

 

Adjunto una imagen para explicar de forma más esquemática la ósmosis.

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• Dispersión coloidal: 

Una mezcla aparentemente homogénea pero que no lo es con partículas de entre 5-200 nm de tamaño. 

Las propiedades de estas son:

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• Capacidad de presentar estado sol (fase dispersa: sólido, fase dispersante: líquido, con aspecto e líquido) o estado gel (fase dispersa: líquida, fase dispersante: fibras gelatinosas, con aspecto gelatinoso).

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• Poder de adsorción: Atracción de una superficie sólida a moléculas líquidas o gaseosas.

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• Separación por diálisis: Separar partículas dispersas según su masa molecular.

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• Alta viscosidad: Resistencia interna del líquido al movimiento relativo de las moléculas.

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• Efecto Tyndall: Explicada abajo con una fotografía, en la que se ve un fondo negro con un vaso lleno de una solución coloidal, y que con ayuda de una luz podemos apreciar las partículas a simple vista.

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• Capacidad de sedimentación: Estables en condiciones normales pero cuando son sometidas a fuerza centrífuga se pueden sedimentar sus partículas.

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• Capacidad de respuesta a la electroforesis: Es el transporte de partículas coloidales gracias a un campo eléctrico a través de un gel.

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Dejo aquí un esquema en la que se resume lo anteriormente dicho sobre las sales minerales.

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Para finalizar adjunto un esquema general de todo el tema de biomoléculas, que contiene la información de tanto el agua como las sales minerales, para así tener resumido en un mismo sitio toda la información básica, importante a saber sobre las biomoléculas inorgánicas

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