Biología descriptiva y práctica

1. Bioquímica I:
Bioelementos y biomoléculas.
Agua y Sales minerales.
Profesor: N. Tomás Atauje Calderón
CEPRE-UPSB
2015

2. Bioquímica
• “La química de la vida”.
• Ciencia que estudia la composición química de
los seres vivos.
• Estudia los elementos químicos y las moléculas
formadas por estos, que se encuentran dentro de
las células y que van a sufrir distintas reacciones
para generar energía y producir nuevas
moléculas.

3. Bioelementos
• Son los elementos químicos que constituyen la
materia viva.
• También se conocen como elementos biogénicos
o elementos biogenésicos.
• La mayoría de estos elementos tiene un peso
atómico bajo y tienden a formar enlaces muy
estables.
• Algunos pueden incorporarse a los seres vivos
desde el medio externo (O2, H2O).

4. Clasificación de los bioelementos
Primarios u Organógenos:
• Son la base en la formación de biomoléculas y son los
más abundantes (99%). Ellos son: C, H, O, N, P y S.
Secundarios u Oligogenésicos:
• Se hallan en pequeñas cantidades, pero son de mucha
importancia ya que su deficiencia trae consigo
enfermedades carenciales. Entre ellos tenemos:
▫ Na, K, Cl, Mg, Ca, Fe, Cu, Zn, Mn, I, Ni, Co (presentes en la
mayoría de organismos).
▫ Si, F, Cr, Li, B, Mo, Al (presentes solo en determinados
grupos).

6. Biomoléculas
• Son las moléculas que se hayan constituyendo a
los organismos.
• Se forman mediante la unión de los
bioelementos por distintos tipos de enlaces
químicos.
• Podemos encontrar dos grupos distintos:
Inorgánicas y orgánicas.

8. Clasificación de las biomoléculas
Biomoléculas inorgánicas:
• Carecen de enlaces carbono-carbono. Aquí
tenemos: Agua y Sales minerales.
Biomoléculas orgánicas:
• Presentan enlaces carbono-carbono. Entre ellas
tenemos: Glúcidos, Lípidos, Proteínas, Ácidos
nucleicos y Vitaminas

10. Agua
• Es la molécula más abundante de la naturaleza y de
todos los seres vivos.
• Dentro de los seres vivos la podemos encontrar
como agua circulante (sangre, savia); agua
intersticial (entre las células, tejido conjuntivo) y
agua intracelular (citosol y organelas).
• El agua representa del 70 al 90 por ciento del peso
de la mayor parte de los seres vivos. La cantidad de
agua presente en los seres vivos depende de la
especie que se trate; la edad del individuo y el tipo
de tejido u órgano que se analiza.

11. Estructura molecular del agua
• El agua se forma por la reacción entre dos
átomos de hidrógeno y uno de oxígeno que van a
compartir dos pares de electrones,
constituyendo enlaces covalentes.
• Los átomos de hidrógeno forman con el oxígeno
un ángulo de 104,5°.
• Las moléculas de agua se unen entre ellas
mediante puentes hidrógeno.

13. Propiedades y funciones del agua
Disolvente y disociador:
• El agua disuelve sustancias polares; las
sustancias iónicas son disueltas y disociadas en
sus iones. Por eso se le denomina como solvente
universal.
• Los polos del agua atraen a otras sustancias al
entrar en contacto con ellas, formando redes
moleculares homogéneas. En las sustancias
iónicas, las cargas de los iones interaccionan con
los polos del agua.

15. Propiedades y funciones del agua
Termorregulador:
• Gracias a su elevado calor específico el agua tiene una
función termorreguladora, es decir, permite mantener la
temperatura corporal estable.
• Las moléculas de agua absorben calor y al evaporarse
disipan el calor absorbido. Con la transpiración, los seres
vivos disipan el calor generado.
• Además posee un elevado calor de vaporización; es por
eso que para pasar del estado líquido al gaseoso es
necesario que los puentes hidrógeno se rompan.
• La extensión de una película de agua sobre una
superficie biológica provoca su refrigeración.

17. Propiedades y funciones del agua
Termoaislante:
• El agua alcanza un volumen mínimo y la máxima
densidad a los 4°C.
• El hielo a temperatura de 0°C forma una red de
moléculas muy estable que tiene mayor volumen que el
agua líquida; es por eso que el hielo es menos denso que
el agua líquida a temperaturas menores a 4°C y flota
sobre ella.
• El hielo actúa como una barrera que impide el contacto
entre el aire excesivamente frío y el ambiente líquido
(polos norte y sur), produciendo un aislamiento térmico
que permite la supervivencia de la vida acuática.

19. Propiedades y funciones del agua
Líquido incompresible:
• Controla las deformaciones citoplasmáticas y permite
que el agua actúe como esqueleto hidrostático.
• El agua líquida tiene una gran cohesión (sus moléculas
se mantienen juntas); lo que produce una elevada
tensión superficial, es decir, que la superficie del agua
tienda a resistir y no romperse.
• El elevado grado de cohesión interna del agua ayuda a
que las plantas superiores conserven agua incluso en sus
partes más altas. Además constituye el medio eficaz para
que puedan transportarse las sales minerales que se
encuentran disueltas.

21. Propiedades y funciones del agua
Capilaridad o fuerzas de adhesión:
• Capacidad de unirse a moléculas de otras sustancias.
Permite que el agua ascienda por conductos
estrechos y penetre en algunas sustancias (semillas).
Permite el desarrollo del Metabolismo:
• El agua en estado líquido actúa como medio de
transporte de las sustancias, como función de
amortiguación mecánica y como líquido lubricante.
• Cuando las sustancias se encuentran disueltas, las
reacciones bioquímicas se desarrollan con mayor
facilidad.

22. Ionización del agua
• El agua es considerado un compuesto estable; sin embargo
una pequeña fracción de sus moléculas se ionizan, es decir, se
dividen en iones hidrógeno (H+) y en iones hidróxido (OH-).
El agua pura contiene concentraciones iguales de ambos
iones.
• En muchas soluciones las concentraciones de estos iones es
desigual:
▫ Si la concentración de H+ excede a la concentración de OH-, la
solución será ácida. Un ácido es una sustancia que libera iones
hidrógeno cuando se disuelve en agua.
▫ Si la concentración de OH- excede a la concentración de H+, la
solución será básica. Una base es una sustancia que se combina
con iones hidrógeno, haciendo que su número se reduzca.
*El grado de acidez se expresa en la escala de pH, que tiene como valor
7 a la neutralidad.

24. Sales minerales
• Son moléculas inorgánicas de fácil ionización en
presencia de agua.
• Las sales disueltas forman parte de las células y de
los líquidos intercelulares.
• Establecen un balance iónico de suma importancia
para que se lleven a cabo las funciones de
permeabilidad y contractilidad celular.
• Las sales insolubles tienen una función esquelética,
ya que forman parte de los huesos de los
vertebrados y de las conchas de los moluscos.

25. Formas que presentan las sales minerales
Precipitadas:
• Constituyen estructuras sólidas que pueden
formar parte de la estructura o protección de un
ser vivo.
• Dentro de ellas encontramos:
▫ Silicatos: Presentes en los caparazones de
diatomeas, espículas de esponjas y en estructuras
de sostén de ciertos vegetales (gramíneas).
▫ Carbonato de calcio: Caparazones de protozoos
marinos, esqueletos externos de corales, moluscos
y artrópodos.
▫ Fosfato de calcio: Esqueleto de vertebrados.

26. Formas que presentan las sales minerales
Disueltas:
• Intervienen en la regulación de la actividad
enzimática y biológica, de la presión osmótica y del
pH en los medios biológicos.
• Generan los potenciales eléctricos y mantienen la
salinidad.
• Manifiestan cargas positivas o negativas. Estos iones
se dividen según su carga:
▫ Cationes: Con carga positiva. Aquí tenemos al Na+,
K+, Ca2+, Mg2+ y NH4
+.
▫ Aniones: Con carga negativa. Aquí tenemos al Cl-,
PO4
3-, CO3
2- y HCO3
-.

27. Formas que presentan las sales minerales
Asociadas a otras moléculas:
• Los iones de las sales pueden asociarse a
moléculas, realizando funciones que tanto el ion
como la molécula no realizarían por separado.
• Aquí encontramos a las fosfoproteínas, los
fosfolípidos y los fosfoglicéridos.

28. Funciones de las sales minerales
• Constituyen estructuras duras de sostén y
protección (huesos, dientes).
• Intervienen en las funciones fisiológicas y
bioquímicas (excitabilidad nerviosa, actividad
muscular, metabolismo, inmunidad).
• Mantenimiento de concentraciones osmóticas
adecuadas (regulan el balance de agua).
• Mantenimiento del pH en estructuras y medios
biológicos.
• Forman parte de moléculas de gran tamaño
(hemoglobina, clorofila).

29. Fuentes alimenticias
Mineral Alimento
Calcio Leche y derivados; frutos secos y legumbres.
Fósforo Carnes, pescados, leche y legumbres.
Hierro Carnes, hígado, legumbres y frutos secos.
Flúor Pescados, agua potable.
Yodo Pescados, sal yodada.
Zinc Carnes, pescados, huevos, cereales y legumbres.
Magnesio Carnes, hortalizas, legumbres, frutas y leche.
Potasio Carnes, leche y frutas (principalmente plátano).