Tema 1 bioelementos y biomoléculas

1. Bioelementos
y
biomoléculas.
Tema 1
Francisco Javier Zamora García

2. Tema 1
Bioelementos y biomoléculas
1.- Bioelementos: Concepto y Clasificación.
2.- Biomoléculas: Concepto y Clasificación.
3.- El agua: Estructura molecular y propiedades que se derivan de su
poder disolvente y de su elevado calor específico. Funciones
biológicas del agua (función disolvente, estructural, bioquímica,
termorreguladora)
4.- La materia viva como dispersión coloidal. Concepto de disolución
verdadera y dispersión coloidal. Concepto de coloides. Propiedades
de las disoluciones verdaderas. Difusión, osmosis y diálisis
(consultar relación de prácticas obligatorias, nº 1).
5.- Las sales minerales en los seres vivos. Funciones estructural,
osmótica y tamponadora.

3. NIVELES DE ORGANIZACIÓNNIVELES DE ORGANIZACIÓN

4. 
1-Organización específica
2-Metabolismo
3-Homeostasis
4-Crecimiento y desarrollo
5-Movimiento
6-Relación con el medio (Irritabilidad)
7-Reproducción y herencia
8-Adaptación
CARACTERÍSTICAS DEL SER VIVO

5. LA MATERIA VIVA
BIOELEMENTOS
PIIMARIOS
ENLACES QUÍMICOS
INORGÁNICO
SALES MINERALES
OLIGOELEMENTOS
SECUNDARIOS
BIOMOLÉCULAS
AGUA
GLÚCIDOS
LÍPIDOS
PROTEÍNAS
ACID.NUCLÉICOS
ORGÁNICO
DINÁMICA
ENERGÉTICA
ESTRUCTURAL
Está formada por
Por su abundancia son
Si su proporción es muy pequeña son
Establecen
Formando
de tipo de función
son
son

6. 1. BIOELEMENTOS

7. 1. Bioelementos
Concepto y Clasificación.
•Los bioelementos son los elementos
químicos que constituyen los seres vivos.
•De los aproximadamente 100 elementos
químicos que existen en la naturaleza,
unos 70 se encuentran en los seres vivos.
•De estos, solo unos 22 se encuentran en
todos en cierta abundancia y cumplen una
cierta función.

8. ELEMENTOS QUÍMICOS

9. Bioelementos: Clasificación
•Clasificaremos los bioelementos en:
Bioelementos primarios: Indispensables para
formación de biomoléculas. O, C, H, N, P y S.
Representan en su conjunto el 96,2% del total.
Bioelementos secundarios: Na+ , K+ , Ca2+ ,
Mg2+, Cl-. Aunque se encuentran en menor
proporción que los primarios, son también
imprescindibles para los seres vivos. En medio
acuoso se encuentran siempre ionizados.
indispensables, se encuentran en todos los seres
vivos: Ca, K, Mg, Cl, I, Fe.
variables, solamente los necesitan algunos
organismos: Br, Zn, Ti.
Oligoelementos o elementos vestigiales: Son
aquellos bioelementos que se encuentran en los
seres vivos en un porcentaje menor del 0.1%.

10. Bioelementos: Clasificación

11. Bioelementos: Clasificación

12. BIOELEMENTOS

13. BIOELEMENTOS PRIMARIOS
LOS MÁS ABUNDANTES POR SER LOS ESTRUCTURALES
(SIN ELLOS NO EXISTIRÍA MATERIA ORGÁNICA )
IMPORTANCIA DEL CARBONO:
0. Tetravalente y bajo peso atómico
●
Forma enlaces covalentes, que son estables y acumulan mucha
energía.
●
Puede formar enlaces, hasta con cuatro elementos distintos, lo que
da variabilidad molecular.
●
Puede formar enlaces sencillos, dobles o triples.
●
Se puede unir a otros carbonos, formando largas cadenas.
●
Los compuestos, siendo estables, a la vez, pueden ser
transformados por reacciones químicas.
●
El carbono unido al oxígeno forma compuestos gaseosos

14. CARACTERÍSTICAS DE LOS
BIOELEMENTOS PRIMARIOS
Configuración tetraédrica de los enlaces del
carbono, los diferentes tipos de moléculas
orgánicas tienen estructuras tridimensionales
diferentes .

15. CARACTERÍSTICAS DE LOS
BIOELEMENTOS PRIMARIOS
•Los bioelementos primarios son tan
abundantes en los seres vivos porque
presentan ciertas características que los
hacen idóneos para formar las moléculas
de los seres vivos.

16. CARACTERÍSTICAS DE LOS
BIOELEMENTOS PRIMARIOS
•Aunque no son de los mas abundantes, todos ellos se encuentran
con cierta facilidad en las capas mas externas de la Tierra (corteza,
atmosfera e hidrosfera).
•Sus compuestos presentan polaridad por lo que fácilmente se
disuelven en el agua, lo que facilita su incorporación y eliminación.
•El C y el N presentan la misma afinidad para unirse al oxigeno o al
hidrogeno, por lo que pasan con la misma facilidad del estado
oxidado al reducido. Esto es de gran importancia, pues los
procesos de oxidacion-reduccion son la base de muchos procesos
químicos muy importantes y en particular de los relacionados con la
obtencion de energia como la fotosintesis y la respiracion celular.
•El C, el H, el O y el N son elementos de pequena masa atomica y
tienen variabilidad de valencias, por lo que pueden formar entre si
enlaces covalentes fuertes y estables. Debido a esto dan lugar a
una gran variedad de moleculas y de gran tamaño. De todos ellos el
carbono es el más importante. Este átomo es la base de la química
orgánica y de la química de los seres vivos.

17. CARACTERÍSTICAS DE LOS
BIOELEMENTOS PRIMARIOS
•O: Muy electronegativo. Aporta polaridad.
Es el más abundante (agua).
•N: Grupos amino de aminoácidos y bases
nitrogenadas de los ácidos nucleicos.
•S: Radical sulfhidrilo de aminoácidos.
Enlaces disulfuro.
•P: Grupos fosfato del ATP, fosfolípidos de
membrana y ácidos nucleicos.

18. BIOELEMENTOS SECUNDARIOS
RESPONSABLES DEL FUNCIONAMIENTO
(SIN ELLOS NO EXISTIRÍA VIDA)
IMPORTANCIA DE ALGUNOS:
El Calcio forma parte de los huesos, conchas, caparazones, y
necesario en la contracción muscular o en la formación del
tubo polínico.
El Sodio y el Potasio son esenciales para la transmisión del
impulso nervioso.
El Magnesio forma parte de la estructura de la molécula de la
clorofila.
El Cloro es necesario para mantener el balance de agua en la
sangre y en el fluido intersticial.

19. OLIGOELEMENTOS
Son aquellos bioelementos que se encuentran en los
seres vivos en un porcentaje menor del 0.1% en peso.
IMPORTANCIA DE ALGUNOS:
El Iodo para la formación de tiroxina: reguladora del metabolismo.
El Hierro constituyente de mio y hemoglobina.
El Manganeso como factor de crecimiento y cofactor enzimático.
El Cobalto forma parte de la vitamina B12.
El Fluor forma parte de la dentina.
El Litio como neurotransmisor y relacionado con las depresiones.
El Aluminio es un cofactor enzimático, regulador del sueño.
El Cobre forma la hemocianina y transporta oxígeno en
invertebrados.
El Zn, abunda en cerebro, órganos sexuales y páncreas.

20. 2. BIOMOLÉCULAS

21. BIOELEMENTOS Y BIOMOLÉCULASBIOELEMENTOS Y BIOMOLÉCULAS
LípidosGlúcidos A. NucleicosProteínas
como
Orgánicas
Oligoelementos
(Ca, Na, K, I, Fe, etc)
Primarios
(C, H, O, N, P, S)
Biomoléculas
forman
Simples
N
2
, O
2
como
Propiedades
físico- químicas
Funciones
biológicas
Disolvente
Bioquímica
Transporte
presenta
Elevada fuerza de cohesión
Alto calor específico
Alto calor de vaporización
Alta constante eléctrica
Mayor densidad en estado líquido
como como
se encuentran
Disueltas
(Na
+
, Cl
-
)
Precipitadas
(CaCO
3
)
Inorgánicas
S.mineralesAgua
como
pueden ser

22. 2. LAS BIOMOLÉCULAS:
CLASIFICACIÓN
•Los bioelementos se unen entre si para formar
moléculas que llamaremos biomoléculas: Las
moléculas que constituyen los seres vivos.
•Estas moléculas se han clasificado
tradicionalmente en los diferentes principios
inmediatos, llamados así porque podían
extraerse de la materia viva con cierta facilidad,
inmediatamente, por métodos físicos sencillos,
como : evaporación, filtración, destilación,
disolución, etc.

23. 2. LAS BIOMOLÉCULAS:
CLASIFICACIÓN
•Algunas forman polímeros, largas cadenas
formadas por unión de unidades sillares
llamadas monómeros: monosacáridos,
aminoácidos, nucleótidos, etcétera.
•Las hay:
•Simples. Con átomos del mismo elemento.
Ej: O2, N2.
•Compuestas. Con átomos de elementos
diferentes.
–Inorgánicas. Ej: H2O, CO2.
–Orgánicas: Polímeros de C y H. Ej: glúcidos,
lípidos, etc.

24. LAS BIOMOLÉCULAS:
CLASIFICACIÓN

25. FUNCIONES DE LAS
BIOMOLÉCULAS:
•Estructural. Proteínas, sales, lípidos de
membrana, etc.
•Energética. Glúcidos y lípidos (grasas).
•Biocatalizadora.Enzimas.
•Otras: respiración (O2), fotosíntesis
(CO2), elemento limitante (N2inerte)

26. Las moléculas inorgánicas son sustancias que
pueden encontrarse también fuera de los seres
vivos, son el agua y las sales minerales, por regla
general estas sales no contienen carbono, salvo en
los carbonatos y bicarbonatos, sales minerales
típicas a pesar de la presencia de este elemento.
Biomoléculas inorgánicas

27. 3. EL AGUA

28. IMPORTANCIA DEL AGUA
El agua es el liquido mas abundante de la corteza y uno de
los pocos líquidos naturales. Es una sustancia esencial en
los seres vivos.
El agua es el componente mas abundante en los medios
organicos, los seres vivos contienen por termino medio un
70% de agua. No todos tienen la misma cantidad, los
vegetales tienen mas agua que los animales.
Ciertos tejidos (por ejemplo: el tejido graso) contienen menos
agua (tiene entre un 10% a un 20% de agua) que otros
como, por ejemplo: el nervioso, con un 90% de agua.
También varía con la edad, así, los individuos jóvenes tienen
mas agua que los adultos (la carne de ternera es mas tierna
que la de vaca).

29. Contenido en agua de organismos
y tejidos humanos
99
91-93
60-65
85
75
70
75-80
72
70-75
60
20-25
10-20
3
Líq. cefalorraquídeo
Sangre (plasma)
Sangre (Gl. rojos)
Tej. nervioso (s.gris)
Tej. nervioso (Médula)
Tej. nervioso (s.blanca)
Músculo
Piel
Hígado
Tej. conjuntivo
Hueso (sin medula)
Tej. adiposo
Dentina
98
80
77
93
93
76
62
80
95
83
86
95
47
10
Algas
Caracol
Crustáceos
Espárragos
Espinacas
Estrella mar
Persona adulta
Hongos
Lechuga
Lombriz
Maíz
Medusa
Pino
Semilla
% aguaTejido

% agua
Organismo

30. •El agua en los seres vivos se encuentra tanto
intra como extracelularmente. El agua
intracelular, la que esta en el interior de las
celulas, representa 2/3, aproximadamente, del
agua que contiene un ser vivo y el agua
extracelular representa el tercio restante. Esta
ultima se encuentra banando las celulas
(intersticial) o circulante en forma de sangre,
linfa, savia, etc.
•El agua por lo general procede del exterior, pero
también se obtiene en forma de agua
metabólica.
IMPORTANCIA DEL AGUA

31. •En los seres unicelulares y en los organismos
acuaticos el agua es además su medio
ambiente.
•El agua no es un simple medio ni una mera fase
inerte, es un liquido muy reaccionable .
Interviene en muchas reacciones químicas, bien
como reactivo o como producto de la reacción, y
resulta imprescindible para la estabilidad de
muchas sustancias biológicas, por ejemplo, las
proteínas.
•Hace mas de 3500 m.a. en el medio acuático se
originaron los seres vivos.
IMPORTANCIA DEL AGUA

32. •Todos los seres vivos han sido
diseñados alrededor de las
propiedades características del
agua, tales como su carácter
polar, sus enlaces de hidrogeno y
sus elevados puntos de fusión,
ebullición, calor específico y
tensión superficial, etc.
PROPIEDADES DEL AGUA

33. El átomo de oxígeno, por su alta
electronegatividad, atrae los
electrones del enlace covalente, y la
molécula presenta un exceso de
carga negativa en las proximidades
del átomo de oxígeno y un exceso de
carga positiva en los átomos de
hidrógeno: Por ello, cada molécula de
agua es un dipolo eléctrico.
Está formada por dos átomos de
Hidrógeno y uno de oxígeno unidos
por enlace covalente
Los enlaces entre los Hidrógenos y
el oxígeno forman un ángulo de
104,5 º
ESTRUCTURA
DEL AGUA

34. El agua es un dipolo: El oxígeno está cargado
negativamente y los Hidrógenos positivamente

35. Al ser un dipolo se establecen
enlaces de hidrógeno entre
moléculas de agua. Es muy
abundante y débil por lo que
el agua presenta muchas
propiedades…

39. •Masa molecular.......... 18 da
•Punto de fusion......... 0ºC (a 1 atm)
•Punto de ebullicion .... 100ºC (a 1 atm)
•Densidad (a 40C)........ 1g/cm3
•Densidad (00C).......... 0'97g/cm3
PROPIEDADES DEL AGUA:

40. PROPIEDADES DEL AGUA:
Es un dipolo: Alta cohesividad entre sus
moléculas:
–Líquida a temperatura entre 0 y 100º C.
–Capilaridad: Permite ascensión de la savia bruta.
–Tensión superficial elevada : Deformación
citoplásmica.
–Calor específico y de vaporación elevada :
Termorreguladora.
–Densidad
–Solubilidad elevada: Disuelve muchas sustancias.
–Constante dieléctrica elevada
–Bajo grado de ionización

41. Elevados puntos de fusion y
ebullicion
•Otras sustancias de masas moleculares
parecidas son gaseosas a temperaturas
en las que el agua es liquida.
•El hecho de que el agua sea liquida en su
mayor parte a las temperaturas que se
dan en la Tierra ha posibilitado el
desarrollo de la vida en nuestro planeta.

42. Cohesividad del agua
•Debido a estos enlaces las moleculas de
agua se mantienen unidas (cohesividad)
y el agua es liquida a temperaturas a las
que otras sustancias de masas
moleculares similares como el CH4 y el
H2S son gaseosas.
•De la cohesividad dependen tambien una
serie de propiedades del agua de gran
importancia para los seres vivos:

43. Incompresibilidad
•El agua es un liquido prácticamente
incompresible capaz de dar volumen y
turgencia a muchos seres vivos
(p.e.:gusanos) y por ejemplo, es la
responsable del esqueleto hidrostatico de
las plantas.

45. Elevada fuerza de adhesión:
Capilaridad
•Fenómenos como el de la capilaridad,
que permite la ascensión de la savia a
través de los finísimos conductos que
forman los vasos leñosos en las plantas.
Las fuerzas de adhesión entre las moléculas de agua y el vidrio, son mayores que las de las
moléculas de agua entre sí. Por esto el líquido asciende por las paredes del capilar.

46. Elevada tensión superficial
•La elevada tensión superficial del agua
(su superficie se opone con fuerza a
romperse) que permite las deformaciones
del citoplasma celular y los movimientos
internos en la célula.
•Además permite la vida de algunos
organismos sobre ella.

47. NO ROMPEN LA TENSIÓN SUPERFICIAL

48. Elevado calor especifico
•Calor especifico: 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 calentarse o al
enfriarse; lo que permite que el agua actúe
como amortiguador térmico, evitando bruscas
alteraciones de la temperatura y evitando de
esta forma que, por ejemplo, algunas moléculas
como las proteínas, muy sensibles a los
cambios térmicos, se alteren.

49. Elevado calor de vaporizacion
•Su elevado calor de vaporización: cantidad de
calor necesario para evaporar un gramo de
agua, también es debido a la cohesividad, pues
para pasar del estado liquido al gaseoso es
necesario romper los enlaces de hidrogeno
entre las moléculas de agua.
•Estas dos ultimas propiedades son de gran
importancia a la hora de regular la temperatura
en muchos seres vivos, por ejemplo: la
sudoración.

50. Densidad
•El agua es más densa en estado líquido
que en el sólido.
•Esto permite la vida de los organismos
bajo el hielo.
•Densidad (a 40C)........ 1g/cm3
•Densidad (00C).......... 0'97g/cm3

51. SOLUBILIDAD: Elevada
constante dieléctrica
•El agua es un buen disolvente de los compuestos
iónicos. 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 su molécula
hacia ellos y en el caso de los iones negativos les
enfrentan la parte positiva.
•También son solubles en agua las sustancias covalentes
polares, por ejemplo: los glúcidos; normalmente, estas
sustancias tienen una elevada proporción de oxigeno.
•Por el contrario, aquellas sustancias orgánicas que
presentan una elevada proporción de hidrogeno y pocos
átomos de oxigeno son poco solubles en agua; por
ejemplo: los lípidos.

52. EL AGUA COMO SUSTANCIA
REACCIONABLE
•El agua participa en los procesos químicos que se dan
en la célula, pues es en si misma una sustancia muy
reaccionable. Asi:
–En las reacciones de hidrólisis. Se trata de la rotura
de un enlace covalente por la adición de H y OH a los
átomos que están unidos entre si. Así se separan, por
ejemplo, los aminoácidos que forman las proteínas
cuando estas se hidrolizan. Algo parecido ocurre con
otros enlaces como con el glicosídico o con el enlace
éster.
–El agua puede ser adicionada a un doble enlace
formándose una función alcohol.
–El agua tiene también una gran importancia en la
fotosíntesis por ser la sustancia que repone los
electrones que se utilizan en los procesos de síntesis
de sustancias orgánicas.

53. SOLUBILIDAD

59. •Algunas sustancias tienen una parte de su
molecula que es soluble en agua (hidrofila) y
otra parte insoluble (hidrofoba).
•Estas sustancias se dice que son anfipáticas.
Las sustancias anfipaticas, cuando estan en un
medio acuoso, orientan su molecula y dan lugar
a la formacion de micelas, monocapas o
bicapas.
SOLUBILIDAD

68. •Grandes moleculas, como las proteinas, si son solubles
en agua, forman un tipo especial de disoluciones
denominadas disoluciones coloidales que pueden
presentar dos estados: sol y gel.
SOLUBILIDAD

71. BAJO GRADO DE IONIZACIÓN Y
pH
•Parte de las moléculas (10-7 moles por litro de agua, 1
mol=6'023x10 23 moléculas) están disociadas. La
ecuación de ionizacion del agua es la siguiente:
•Las sustancias acidas al disolverse en agua se disocian
y producen iones H+ que aumentan la concentración de
iones H3O+ del medio. Las sustancias básicas se
disocian también produciendo iones OH- que se unen a
los iones H3O+ formándose dos moléculas de agua, por
lo que la concentración de iones H3O+ del agua
disminuye.

72. •La concentracion de iones H3O+ del agua se puede
tomar, por lo tanto, como una medida de su acidez, si es
alta, o de su basicidad, si es baja. El pH se define como
el logaritmo decimal negativo de la concentracion de
iones H3O+ de una disolucion. En el agua pura (neutra)
la concentracion de protones es de 10-7 moles por litro
(pH=7). Por lo tanto:
–si el pH < 7, la disolucion sera ácida;
–si el pH = 7, sera neutra;
–si el pH > 7, sera básica.
•Puede decirse, a modo de ejemplo, que el pH de la
sangre es ligeramente basico (pH=7'37) mientras que el
del estomago es fuertemente acido (pH=1).
•Las variaciones del pH son de gran importancia en
muchos procesos biologicos de la celula. Asi, por
ejemplo, en los procesos de acumulacion de energia en
el ATP o en la activacion de las enzimas de los
lisosomas.
IONIZACIÓN Y pH

73. IONIZACIÓN Y pH
Definición de
pH: logaritmo
decimal con
signo negativo
de la
concentración
de iones
hidrogeniones
pH agua = - log
10-7 = 7

79. FUNCIONES DEL AGUA:
•1. Disolvente universal:
Gracias a su solubilidad.
•2. Agua como reactivo.
Ej: hidrólisis y fotosíntesis.
•3. Transporte:
Sangre, savia elaborada, ingestión y excreción.

80. FUNCIONES DEL AGUA:
•4. Esquelética-Estructural:
Por su incompresibilidad (volumen, turgencia,
esqueleto hidrostático).
•5. Amortiguador mecánico:
Lubricante por su alta cohesividad. Ej: articulaciones.
•6. Termorreguladora:
Por su elevado calor específico y de vaporización. Ej:
sudoración.

81. 5. Las sales minerales en los
seres vivos

82. LAS SALES MINERALES
•Podemos encontrarlas disueltas en los medios celulares
internos o externos, precipitadas en huesos y
caparazones o asociadas a moléculas orgánicas, de
funciones diversas (fosfoproteínas, fosfolípidos,
hemoglobina).
•Cuando están disueltas se encuentran disociadas en
cationes y aniones. Los principales cationes y aniones
presentes en los medios orgánicos son:
–Cationes: Na+ , K+ , Ca+2 y Mg+2 .
–Aniones : Cl-, SO4 -2, PO4 -3, CO3 -2, HCO3 - y NO3-
•La proporción de iones, y sobre todo de cationes, debe
mantenerse constante en los medios orgánicos.

83. ● Mantener el grado de salinidad en los organismos.
● Regular la actividad enzimática.
● Regular la presión osmótica y el volumen celular.
● Generar potenciales eléctricos.
● Regulación del pH: soluciones amortiguadoras.
- hipertónicos
- hipotónicos
PRINCIPALES FUNCIONES
DE LAS SALES MINERALES
DISUELTAS
•Efectos antagónicos. Ca+ + y K+ tienen funciones
antagónicas en el funcionamiento del músculo
cardíaco.

84. SALES MINERALES
PRECIPITADAS
•Las sales minerales insolubles en la
materia viva se encuentran en estado
sólido.
• Los CRISTALES más abundantes son
silicatos, carbonatos y fosfatos.

85. •Forman parte de los capazones de crustáceos y
moluscos (CaCO3).
•Esqueleto interno en vertebrados y los dientes.
•El carbonato de calcio también se puede
encontrar en el oído interno, formando los
otolitos que intervienen en el mantenimiento del
equilibrio interno.

PRINCIPALES FUNCIONES
DE LAS SALES MINERALES
PRECIPITADAS

86. PRINCIPALES FUNCIONES DE
LAS SALES MINERALES
•Esqueletos y caparazones. Protección y
sostén
•Mantener la salinidad.
•Estabilizar las disoluciones. Por ejemplo,
los amortiguadores del pH.
•Específicas: Movimiento muscular,
impulso nervioso, intervienen en el sentido
del equilibrio y de la orientación, acciones
específicas de los cationes

87. PRINCIPALES FUNCIONES DE
LAS SALES MINERALES
Biomoléculas inorgánicas
Las sales disueltas regulan procesos fisiológicos
Las sales precipitadas forman caparazones
y esqueletos

88. 4.La materia viva como dispersión
coloidal

89. Disoluciones y dispersiones
•Dos fases:
–Fase dispersante (agua).
–Fase dispersa (soluto). Partículas de
diferentes tamaños.
Según el tamaño de las partículas:
Disolución.
Dispersión.

90. Dispersiones coloidales
hidrófobas: los solutos no
presentan afinidad por el agua,
sino que la repelen, por lo que son
inestables.
Dispersiones coloidales
hidrófilas: los solutos presentan
afinidad por el agua y por tanto
son estables (ya que el agua
rodea sus grupos funcionales,
aislándolos)..
Dispersiones Coloidales:
Los solutos son moléculas de
gran peso molecular y tamaño.
No son disoluciones verdaderas ya
que el soluto puede separarse por
ultracentrifugación (que es un
método físico). En estas
dispersiones, los solutos son
macromoléculas como las
proteínas, los ácidos nucleicos y
los polisacáridos.

Dispersiones Moleculares (o
verdaderas): el soluto formado por
moléculas de bajo peso molecular
(sales minerales, azucares,
aminoácidos, etc.)
DISOLUCIONES ACUOSAS

91. ▪ La diálisis. En este caso pueden atravesar
la membrana además del disolvente,
moléculas de bajo peso molecular y éstas
pasan atravesando la membrana desde la
solución más concentrada a la más diluida.
Es el fundamento de la hemodiálisis que
intenta sustituir la filtración renal
deteriorada.
▪ La difusión sería el fenómeno por el cual
las moléculas disueltas tienden a
distribuirse uniformemente en el seno del
agua. Puede ocurrir también a través de una
membrana si es lo suficientemente
permeable.

92. Propiedades de disoluciones
verdaderas
•Difusión. La difusión sería el fenómeno por el
cual las moléculas disueltas tienden a
distribuirse uniformemente en el seno del agua.
•Ósmosis. El soluto no pasa por la membrana
semipermeable (si no hay transporte activo),
pero el agua difunde libremente.
•Estabilidad del grado de acidez o pH:
disoluciones tampón o amortiguadoras.

93. Medio
hipotónico
Presión
osmótica baja.
Medio
hipertónico
Presión
osmótica alta.
Medios isotónicos
Igual presión
osmótica.
BAJA
CONCENTRACIÓN
ALTA
CONCENTRACIÓN
Membrana
semipermeable
Membrana
semipermeable
Permite el paso
de disolventes
pero no de
solutos.
El disolvente atraviesa la
membrana hasta igualar las
concentraciones en ambos lados.
ÓSMOSIS

94. Las membranas c elulares s on
s emipermeables
PLASMÓLISIS
La membrana
plasmática se
separa de la
pared celular
•Disminuye el
volumen celular
•Aumenta la presión
osmótica en el
interior
El agua sale de la
célula.
MEDIO HIPERTÓNICO
ÓSMOSIS

95. Las membranas c elulares s on
s emipermeables
El agua entra en la
célula.
•Aumenta el
volumen celular
•Disminuye la
presión osmótica
en el interior
TURGENCIA
La célula se
hincha hasta
el límite de la
pared celular
MEDIO HIPOTÓNICO
ÓSMOSIS

96. O s m o re g u la
c ió n Todos los seres vivos están obligados a regular la presión osmótica.
Los distintos grupos han desarrollado estrategias diferentes.
Peces de agua dulcePeces marinos Mamíferos
Procariotas
Pared celular
Estomas
Entrada de agua
Abundante orina
hipotónica
Pérdida de agua
Orina isotónica
escasa
Excreta el
exceso de sal
No
bebe
Bebe
agua
salada
Pared celular
Dulceacuícolas Vacuolas pulsátiles
Riñones
Intestino
grueso
Piel
SERES VIVOS UNICELULARES
ANIMALES PLURICELULARES
VEGETALES
ÓSMOSIS

97. Sales minerales y procesos
osmóticos (I)
•PROCESOS OSMÓTICOS.
–Tienen lugar a ambos lados de
una membrana
semipermeable (como la
membrana plasmática, p. ej.).
–El soluto no pasa por la
membrana semipermeable (si
no hay transporte activo), pero
el agua difunde libremente.
–Medio hipertónico, hipotónico,
isotónico.
–Movimientos del agua.
–Estados de plasmolisis o
turgencia (estomas o forma de
eritrocitos)

98. Sales minerales y procesos
osmóticos (II)
Isotonía en células epidérmicas de cebollaPlasmólisis en células epidérmicas de
cebolla
Si añadimos una solución hipertónicaAntes Después
El citoplasma y la membrana plasmática
que lo envuelve reducen sus dimensiones
Las paredes celulares, rígidas, no
modifican sus dimensiones
Límites de la pared celular y de la
membrana plasmática contigua

99. PRÁCTICA 1

100. SOLUCIONES
AMORTIGUADORAS
•Los procesos químicos que se dan en la célula producen
sustancias que alteran el pH del medio celular.
•Ciertas sustancias actúan como amortiguadores del pH
o tampones evitando que éste sufra grandes
variaciones.
•Así, por ejemplo, el ión bicarbonato (HCO3 -) actúa
como tampón en los medios orgánicos. Si el pH es ácido
habrá un exceso de iones H3O+ . Estos serán captados
por el ión HCO3- que se transformará en H2CO3, con lo
que el pH aumentará. El H2CO3, a su vez, se
descompondrá en CO2 y H2O. El proceso se desarrolla
a la inversa si hay pocos iones H3O+ . El ión
bicarbonato actúa como un tampón eficaz para valores
de pH en las proximidades de 7, que es el pH de la
sangre. En los medios intracelulares el tampón más
frecuente es el ión fosfato (H2PO4 -).

101. Coloide
•Cuarto estado de la materia.
•Es una disolución muy especial.
•Las moléculas del sólido se distribuyen en
el líquido, sin llegar a disolverse, se
mantienen en suspensión.
•El coloide consta de dos fases:
Dispersa o de partículas.
De dispersión (agua)

102. •Pueden presentarse en dos estados: sol y gel.
•En el estado de sol predomina la fase dispersante, el
agua, por ejemplo, sobre la fase dispersa y la solución
es mas fluida.
•En estado de gel predomina la fase dispersa, por
ejemplo: la proteína, sobre la fase dispersante, y la
solución es mas viscosa.
•El paso de un estado a otro es reversible y diversos
factores físicos y químicos pueden hacer que una
solución pase de uno a otro sin variar la concentración.
•Estos factores pueden ser: el pH, la temperatura o una
alteración en la concentración de determinados iones
presentes en el medio.
•Los soluciones coloidales pueden separarse por diálisis
por medio de membranas cuyos poros solo permiten
pasar las moléculas de pequeño tamaño y no las
partículas coloidales.
Coloide

103. ESTADOS COLOIDALESESTADOS COLOIDALES
ESTADO SOL: Predomina ESTADO GEL: Predomina
la fase dispersante. Es muy fluida la fase dispersa. Es viscosa

104. Carácter coloidal de la
materia viva
Soluto o
fase dispersa
Disolvente o
fase dispersante
DISOLUCIÓN VERDADERA
DISPERSIÓN COLOIDAL
Æ < 10
-7
cm
10
-7
<

Æ <2
•
10
-5
cm
Las dispersiones coloidales pueden presentar dos estados físicos:
ESTADO DE SOL ESTADO DE GEL
Moléculas
de soluto
Fase
dispersante
líquida
Moléculas de
disolvente entre
las de soluto
Las moléculas de
soluto actúan como
fase dispersante

105. 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

106. ●
Elevada viscosidad: resistencia interna que presenta un líquido al
movimiento relativo de sus moléculas.
●
Elevado poder adsorbente. Atraer moléculas de líquido o gas.
●
Efecto Tyndall: se observa cierta opalescencia al iluminar
lateralmente las dispersiones coloidales sobre un fondo oscuro.
●
Sedimentación: si se someten a fuertes campos gravitatorios se
sedimentan sus partículas.
●
Diálisis: separación de coloides de los cristaloides gracias a una
membrana semipermeable que sólo permite pasar a las moléculas
pequeñas.
●
Electroforesis: transporte de partículas coloidales a través de un gel
debido a la acción de un campo eléctrico.
CARACTERÍSTICAS COLOIDESCARACTERÍSTICAS COLOIDES