2.2_2.2.1_2.2.2 Biomoléculas inorgánicas_11 07 2023.pdf

2.2 Biomoléculas inorgánicas ¿Sabes qué es una biomolécula, su clasificación y la importancia que tienen para la vida? 2.2 Biomoléculas inorgánicas Cuando los bioelementos se combinan entre si para formar las moléculas que componen la m...

2.2 Biomoléculas inorgánicas ¿Sabes qué es una biomolécula, su clasificación y la importancia que tienen para la vida? 2.2 Biomoléculas inorgánicas Cuando los bioelementos se combinan entre si para formar las moléculas que componen la materia viva se denominan biomoléculas. Pero, las biomoléculas se clasifican de acuerdo a una característica estructural ¿sabes cuál es y cómo se clasifican? 2.2 Biomoléculas inorgánicas Clasificación de las biomoléculas 1.-INORGÁNICAS 2.- ORGÁNICAS a) Agua a) Glúcidos ¿Cuál es la b) Lípidos diferencia b) Sales minerales entre estos dos grupos de biomoléculas? c) Proteínas c) Gases d) Ácidos nucleicos 2.2 Biomoléculas inorgánicas Definición. Las biomoléculas inorgánicas son todas aquellas sustancias que carecen de átomos de carbono en su composición química. Excepto el dióxido y monóxido de carbono (CO2 y CO). Las siguientes son biomoléculas inorgánicas: Imágenes tomadas de: https://www.google.com/search?q=mol%C3%A9cula+de+agua&tbm=isch&chips=q:mol%C3%A9cula+de+agua,g_1:estructura:gB3zbhtn9M4%3D&client=ubuntu&hs=ZUZ&hl=es&sa=X&ved=2ahUKEwjrjI7Fyf j_AhUVMt4AHYpvDWMQ4lYoAXoECAEQLg&biw=1155&bih=806 2.2.2 AGUA La biomolécula inorgánica más abundante en los organismos vivos es el agua, veamos un poco de esto… 2.2.2. Agua Características generales del agua en el cuerpo humano El agua es la molécula más abundante en los seres vivos y es indispensable para la vida. Recuerden que aproximadamente del 63 al 70% del peso de nuestro cuerpo se debe a las moléculas de agua, y está distribuida en los órganos tanto fuera como dentro de las células. Imagen tomada de: https://www.google.com/search?q=porcentaje+de+agua+en+el+cuerpo+humano&tbm=isch&ved=2ahUKEwihosbYyfj_AhXDNd4AHQzpDgAQ2- cCegQIABAA&oq=porcentaje+de+agua&gs_lcp=CgNpbWcQARgAMgUIABCABDIFCAAQgAQyBQgAEIAEMgUIABCABDIFCAAQgAQyBQgAEIAEMgUIABCABDIFCAAQgAQyBQgAEIAEMgUIABCABDoECCMQJzoHCAA QigUQQzoGCAAQBxAeUJAoWI5EYLFSaABwAHgAgAH1AYgB3wySAQU3LjUuMpgBAKABAaoBC2d3cy13aXotaW1nwAEB&sclient=img&ei=S-mlZOHQM8Pr-LYPjNI7&bih=806&biw=1155&client=ubuntu&hs=ZUZ&hl=es En cada órgano existe diferente proporción de agua, investiga estos datos. 2.2.2. Agua Recuerda que: la cantidad de agua en estado líquido en los humanos es diferente de acuerdo a su edad y Imagen tomada de: https://www.waterlogic.es/blog/el-agua-fundamental-en-la-tercera-edad/ características corporales y la edad. Porcentaje de agua corporal por peso de acuerdo a la edad Bebés prematuros y neonatos: 70-75 % Mujeres: aprox. 50% Varón adulto: aprox. 60% Adulto mayor: menor a 50% (Guyton, 2011) 2.2.2.1 Estructura química Estructura química La molécula de agua consta de dos átomos de Hidrógeno (H) unidos a un átomo de Oxígeno (O) mediante enlaces covalentes. El oxígeno, al ser más electronegativo que el hidrógeno, atrae hacia sí los electrones compartidos en cada uno de los Imagen tomada de:Campbell, 2007 enlaces covalentes, generando una densidad de carga positiva en el H (“delta positivo”) y una densidad de carga negativa en el O (“delta negativo”). Esta estructura de polos se denomina dipolo permanente. Por ello decimos que el agua es una molécula polar (polar covalente). Imagen tomada de: https://atomosmoleculasenlaces.home.blog/2019/05/02/el-agua/ 2.2.2.1 Estructura química Estructura química Recuerda que el agua es una molécula polar Imagen tomada de: https://www.google.com/search?q=mol%C3%A9cula+de+agua&tbm=isch&chips=q:mol%C3%A9cula+de+agua,g_1:estructura:gB3zbhtn9M4%3D&client=ubuntu&hs=ZUZ&hl=es&sa=X&ved=2ahUKEwjrjI7Fyfj _AhUVMt4AHYpvDWMQ4lYoAXoECAEQLg&biw=1155&bih=806 2.2.2.1 Estructura química Estructura química La polaridad que presentan las moléculas del agua, les permite formar puentes de hidrógeno (enlaces de hidrógeno) entre cada una de ellas. Los enlaces de hidrógeno organizan a las moléculas de agua en un nivel superior que se ve reflejada en sus propiedades. Cada enlace de hidrógeno dura unas pocas billonésimas de segundo. http://www.bionova.org.es/biocast/tema04.htm 2.2.2.2 Propiedades físico-químicas Propiedades físico-químicas 1. Cohesión y adhesión 2. Tensión superficial 3. Calor específico 4. Calor de vaporización 5. Densidad del hielo 6. Disolvente casi universal 2.2.2.2 Propiedades físico-químicas 1. Cohesión Cohesión. Es la atracción entre moléculas que mantienen unidas las partículas de una sustancia. La cohesión es diferente a la adhesión, la cohesión es la fuerza de atracción entre partículas adyacentes dentro de un mismo cuerpo, mientras que la adhesión es la interacción entre las superficies de distintos Imagen tomada de: https://temas-selectos-de-ciencias.blogspot.com/p/puente-de- cuerpos. hidrogeno.html 2.2.2.2 Propiedades físico-químicas 1. Cohesión En el agua la fuerza de cohesión es elevada por causa de los puentes de hidrógeno que mantienen las moléculas de agua fuertemente unidas, formando una estructura compacta que la convierte en un líquido casi incomprensible. Imagen tomada de: https://temas-selectos-de-ciencias.blogspot.com/p/puente-de- hidrogeno.html 2.2.2.2 Propiedades físico-químicas 1. Cohesión Finalmente la cohesión es la fuerza que mantiene a las moléculas de agua entre sí, permitiendo que fluyan. Imágen tomada de: https://www.google.com/search?q=cohesion+fisica&tbm=isch&ved=2ahUKEwj2h6ml1fj_AhV0Pd4AHcTIBNgQ2- cCegQIABAA&oq=cohe+fisica&gs_lcp=CgNpbWcQARgAMgYIABAHEB4yBggAEAcQHjIGCAAQBxAeMgYIABAHEB4yBggAEAcQHjIGCAAQBxAeMgYIABAHEB4yBggAEAcQHjIGCAAQBxAeMgYIABAHEB46BAgjECc6BQgAEIAEOgcIABCKBRB DOggIABAFEAcQHjoGCAAQBRAeOgcIABAYEIAEUPoQWP4gYKAyaABwAHgAgAFgiAG3A5IBATWYAQCgAQGqAQtnd3Mtd2l6LWltZ8ABAQ&sclient=img&ei=dfWlZLb5JvT6-LYPxJGTwA0&bih=806&biw=1155&client=ubuntu&hs=ZUZ&hl=es 2.2.2.2 Propiedades físico-químicas 1. Cohesión Las moléculas del agua tienden a mantenerse fuertemente unidad, ya que interactúan entre sí mediante la unión de puentes de hidrógeno… ¿lo recuerdas? El agua líquida tiene una gran cohesión interna, no obstante, como la duración media de un puente de H es muy breve (10-9 segundos) el agua no es viscosa sino muy fluida. Imágen tomada de: https://www.google.com/search?q=cohesion+fisica&tbm=isch&ved=2ahUKEwj2h6ml1fj_AhV0Pd4AHcTIBNgQ2- cCegQIABAA&oq=cohe+fisica&gs_lcp=CgNpbWcQARgAMgYIABAHEB4yBggAEAcQHjIGCAAQBxAeMgYIABAHEB4yBggAEAcQHjIGCAAQBxAeMgYIABAHEB4yBggAEAcQHjIGCAAQBxAeMgYIABAHEB46BAgjECc6BQgAEIAEOgcIABCKBRB DOggIABAFEAcQHjoGCAAQBRAeOgcIABAYEIAEUPoQWP4gYKAyaABwAHgAgAFgiAG3A5IBATWYAQCgAQGqAQtnd3Mtd2l6LWltZ8ABAQ&sclient=img&ei=dfWlZLb5JvT6-LYPxJGTwA0&bih=806&biw=1155&client=ubuntu&hs=ZUZ&hl=es 2.2.2.2 Propiedades físico-químicas 1. Cohesión ¿Te has preguntado, qué forma tiene el agua? Imágen tomada de: https://www.google.com/search?q=cohesion+fisica&tbm=isch&ved=2ahUKEwj2h6ml1fj_AhV0Pd4AHcTIBNgQ2- cCegQIABAA&oq=cohe+fisica&gs_lcp=CgNpbWcQARgAMgYIABAHEB4yBggAEAcQHjIGCAAQBxAeMgYIABAHEB4yBggAEAcQHjIGCAAQBxAeMgYIABAHEB4yBggAEAcQHjIGCAAQBxAeMgYIABAHEB46BAgjECc6BQgAEIAEOgcIABCKBRB DOggIABAFEAcQHjoGCAAQBRAeOgcIABAYEIAEUPoQWP4gYKAyaABwAHgAgAFgiAG3A5IBATWYAQCgAQGqAQtnd3Mtd2l6LWltZ8ABAQ&sclient=img&ei=dfWlZLb5JvT6-LYPxJGTwA0&bih=806&biw=1155&client=ubuntu&hs=ZUZ&hl=es 2.2.2.2 Propiedades físico-químicas 1. Adhesión ¿Por qué el agua moja? Imagen tomada de: https://www.shutterstock.com/es/image-photo/young-man-pouring-ice-water-bucket-214403830 2.2.2.2 Propiedades físico-químicas 1. Adhesión El agua moja por que tiene adhesión que es la capacidad que tienen las moléculas de agua de unirse a superficies Aunque a veces causa problemas Imágenes tomadas de: https://www.google.com/search?q=adhesion+fisica&tbm=isch&hl=es&client=ubuntu&hs=ZUZ&sa=X&ved=2ahUKEwiu65Ki1fj_AhWUE94AHdAcDG8QrNwCKAB6BQgBEP8B&biw=1155&bih=806#imgrc=6mVllbm H2zvsTM 2.2.2.2 Propiedades físico-químicas 1. Adhesión ¿Por qué la gota de agua en la hoja no se cae? Imágenes tomadas de: https://www.google.com/search?q=adhesion+fisica&tbm=isch&hl=es&client=ubuntu&hs=ZUZ&sa=X&ved=2ahUKEwiu65Ki1fj_AhWUE94AHdAcDG8QrNwCKAB6BQgBEP8B&biw=1155&bih=806#imgrc=6mVllbm H2zvsTM 2.2.2.2 Propiedades físico-químicas 1. Adhesión ¿por qué la gota de agua en la hoja no se cae o por qué no se rompe? Adhesión Cohesión Adhesión Imágenes tomadas de: https://www.google.com/search?q=adhesion+fisica&tbm=isch&hl=es&client=ubuntu&hs=ZUZ&sa=X&ved=2ahUKEwiu65Ki1fj_AhWUE94AHdAcDG8QrNwCKAB6BQgBEP8B&biw=1155&bih=806#imgrc=6mVllbm H2zvsTM 2.2.2.2 Propiedades físico-químicas 1. Adhesión y cohesión ¿Sabes lo que sucede en la imagen, puedes explicar por qué sucede? La respuesta está en la siguiente diapositiva. I,magen tomada de: https://www.google.com/search?q=capilaridad+del+agua&tbm=isch&ved=2ahUKEwjbwqL_1_j_AhWUE94AHdAcDG8Q2- cCegQIABAA&oq=capilaridad&gs_lcp=CgNpbWcQARgDMgoIABCKBRCxAxBDMgcIABCKBRBDMgcIABCKBRBDMgcIABCKBRBDMgcIABCKBRBDMgcIABCKBRBDMgcIABCKBRBDMgUIABCABDIFCAAQgAQyBQgAEIAEO gQIIxAnOggIABCABBCxAzoLCAAQgAQQsQMQgwFQvQtY0SVgtUNoAHAAeACAAd0BiAHLC5IBBTYuNC4ymAEAoAEBqgELZ3dzLXdpei1pbWfAAQE&sclient=img&ei=S_ilZJvxCJSn-LYP0Lmw- AY&bih=806&biw=1155&client=ubuntu&hs=ZUZ&hl=es#imgrc=IP1NFinIa7EukM 2.2.2.2 Propiedades físico-químicas 1. Adhesión y cohesión Exacto, el fenómeno se llama: capilaridad La elevada fuerza de cohesión entre las moléculas de agua debido a la formación de puentes de H y la elevada fuerza de adhesión, que es la capacidad de unirse a otras sustancias, permiten fenómenos como la capilaridad. Imagen tomada de http://www.geocities.ws/aprobar_ya/biologia_molecular/agua.htm 2.2.2.2 Propiedades físico-químicas 1. Adhesión y cohesión ¿Has hecho esto alguna vez? El pan absorbe el líquido por capilaridad Imagen tomada de http://www.geocities.ws/aprobar_ya/biologia_molecular/agua.htm 2.2.2.2 Propiedades físico-químicas 2. Tensión superficial ¿Has visto este fenómeno antes? Se llama tensión superficial y está dada por que las moléculas de agua se atraen entre sí. Imagen tomada de http://www.geocities.ws/aprobar_ya/biologia_molecular/agua.htm 2.2.2.2 Propiedades físico-químicas 2. Tensión superficial Se define como la cantidad de energía necesaria para aumentar su superficie por unidad de área. La tensión superficial de las moléculas de agua es alta debido a que se encuentran unidas por los puentes de hidrógeno. Esto permite que se forme una película o capa sobre la superficie del agua. Las moléculas de un líquido se atraen entre si, de ahí que el líquido este cohesionado. Cuando hay una superficie, las moléculas que están justo debajo de la superficie sienten fuerzas hacia los lados, horizontalmente y hacia abajo, pero no hacia arriba, por que no hay moléculas encima de la superficie. El resultado es que las moléculas que se encuentran en la superficie son atraídas hacia el interior de este. 2.2.2.2 Propiedades físico-químicas 2. Tensión superficial Observa que las moléculas se conectan unas con otras lo que las hace permanecer juntas. Imágenes tomadas de: https://www.google.com/search?client=ubuntu&hs=9ea&channel=fs&sxsrf=AB5stBg5cGoJpjqXj828xlcbygvNv7W4Ug:1688599063812&q=tensi%C3%B3n+superficial+del+agua&tbm=isch&sa=X&ved=2ahUKEwjp- _ba2fj_AhWyhu4BHbqpCJAQ0pQJegQIDBAB&biw=1155&bih=806&dpr=1 2.2.2.2 Propiedades físico-químicas 2. Tensión superficial Las moléculas de la superficie soportan el peso de este mosquito. Imágenes tomadas de: https://www.google.com/search?client=ubuntu&hs=9ea&channel=fs&sxsrf=AB5stBg5cGoJpjqXj828xlcbygvNv7W4Ug:1688599063812&q=tensi%C3%B3n+superficial+del+agua&tbm=isch&sa=X&ved=2ahUKEwjp- _ba2fj_AhWyhu4BHbqpCJAQ0pQJegQIDBAB&biw=1155&bih=806&dpr=1 2.2.2.2 Propiedades físico-químicas 3. Calor específico Es una propiedad física. Se define como la cantidad de calor (energía calórica o calorífica) que un gramo de una substancia puede absorber para cambiar su temperatura un grado Celsius. Depende de su composición química y enlaces como los puentes de hidrógeno. En el caso del agua líquida es: 1.0 kcal/kg°C (1.0 cal/g °C; 4.182 J/g °C). Comparada con otras sustancias el agua tiene el valor más alto. Tabla de calores específicos http://srv2.fis.puc.cl/mediawiki/index.php/Determinaci%C3%B3n_del_Calor_Espec%C3%ADfico_%28Fiz0211%29 2.2.2.2 Propiedades físico-químicas 3. Calor específico Como resultado, el agua líquida tarda mucho tiempo en calentarse y mucho tiempo en enfriarse, comparada con otras sustancias. Esta característica permite que las células se mantengan estables y no hiervan por todo el calor que generan todos sus procesos químicos. Imagen tomada de: https://www.google.com/search?q=persona+con+sudor&tbm=isch&ved=2ahUKEwiXlfiG2vj_AhWZHN4AHXl5DFcQ2- cCegQIABAA&oq=persona+con+sudor&gs_lcp=CgNpbWcQAzIFCAAQgAQyBQgAEIAEMgUIABCABDIFCAAQgAQyBwgAEBgQgAQ6BAgjECc6BggAEAUQHjoHCAAQigUQQzoKCAAQigUQsQMQQzoICAAQgAQQsQM6BggAEA gQHlD3CliQI2CdJmgAcAB4AIABbogB-wuSAQQxNS4zmAEAoAEBqgELZ3dzLXdpei1pbWfAAQE&sclient=img&ei=dPqlZJeLBpm5-LYP-fKxuAU&bih=806&biw=1155&client=ubuntu&hs=9ea 2.2.2.2 Propiedades físico-químicas 4. Calor de vaporización Es la cantidad de calor (energía calórica o calorífica) necesario para convertir un gramo de un líquido a vapor: 540 cal/g a 100 °C. Para el agua el valor es de los más altos. Esa energía rompe los enlaces de hidrógeno que se forman entre las moléculas de agua. Hay un cambio del estado líquido a gaseoso. Cuando se evapora el agua, las moléculas evaporadas consumen gran cantidad de calor, por eso la evaporación contiene un efecto refrigerante, por lo tanto, la vaporización en el cuerpo humano, regula la temperatura corporal. Pero: ¿qué es calor específico y cual es la diferencia con el calor de vaporización? https://www.anthropocenemagazine.org/2017/10/water-evaporation-could-power-much-of-the-us/ 2.2.2.2 Propiedades físico-químicas 5. Densidad del hielo Estructura del hielo: esta ordenada y existe un espacio constante entre las moléculas. El hielo flota sobre el agua líquida, al ser menos densa que ésta, al solidificarse el H2O forma unos “huecos” debido al Estructura del agua líquida: sus moléculas establecimiento de puentes de H fijo (en están desordenadas. cambio, en estado líquido los puentes de H se forman y deshacen continuamente, dando una red dinámica empaquetada). Estructura del vapor de agua: las moléculas están muy separadas. 2.2.2.2 Propiedades físico-químicas 5. Densidad del hielo La densidad es una magnitud escalar referida Intenta meter un bote a la cantidad de masa en un determinado de plástico con agua en volumen de una sustancia. Ejemplo: La el congelador por 24 densidad del agua es 1g/cm3. horas, observarás que el volumen aumenta. El agua líquida es más densa que el hielo, en el agua la densidad también aumenta al disminuir la temperatura, pero solo hasta alcanzar los 4°C. Entonces el hielo ocupa mayor volumen que en estado sólido por que existe aire entre sus moléculas 2.2.2.2 Propiedades físico-químicas 6. Disolvente casi universal El agua es un líquido que puede disolver sustancias: - iónicas (sales como el NaCl) - polares (alcohol etílico, vinagre) 2.2.2.2 Propiedades físico-químicas 6. Disolvente casi universal Sustancias iónicas. El agua disuelve a sustancias iónicas como las sales, debido al proceso químico denominado solvatación o hidratación (en el caso del agua). Ejemplo: En la sal cloruro de sodio (NaCl), los iones de sodio (Na+) y cloro (Cl-) tienen una afinidad por las moléculas de agua ya que estas son moléculas polares. Las moléculas de agua rodean a los iones como se observa en la figura. Campbell, 2007 2.2.2.2 Propiedades físico-químicas 6. Disolvente casi universal Sustancias polares. El agua (molécula polar) disuelve a sustancias polares como el amoniaco (NH3), debido a que se forman puentes de hidrógeno (hydrogen bond) entre las moléculas de agua y el amoniaco. Imagen tomada de: https://www.google.com/search?q=dissolution+of+amonia+and+water+molecule&tbm=isch&ved=2ahUKEwjimL6e6 Pj_AhUAM94AHdJTB_EQ2- cCegQIABAA&oq=dissolution+of+amonia+and+water+molecule&gs_lcp=CgNpbWcQAzoECCMQJ1DJB1iYCWDGE GgAcAB4AIABdogBsQKSAQMyLjGYAQCgAQGqAQtnd3Mtd2l6LWltZ8ABAQ&sclient=img&ei=UwmmZKKjI4Dm- LYP0qediA8&bih=806&biw=1155&client=ubuntu&hs=gEw 2.2.2.3 Función biológica Propiedades físico-químicas del agua y su asociación con las funciones biológicas del agua PROPIEDAD DEBIDA A FUNCIÓN BIOLÓGICA Alta cohesión y adhesión Los puentes de hidrógeno mantienen juntas a las moléculas Mantienen forma y volumen de las células; permite de agua. cambios y deformaciones del citoplasma y el movimiento de los fluidos en el floema y xilema. Elevada tensión superficial Las moléculas superficiales están fuertemenet unidas a las del Causa deformaciones celulares y de movimientos interior, pero no a las externas de aire. citoplasmáticos. Alto calor específico Para elevar su temperatura 1 °C, debe absorber mucho calor. Función termoreguladora: ayuda a mantener constante la temperatura corporal de los animales homeotermos. Alto calor de vaporización La energía calorífica deberá ser tan alta para que permita romper los puentes de hidrógeno. Su densidad es mayor en Cuando el agua se encuentra en estado sólido, los puentes de Mares y ríos se hielan sólo en su superficie estado líquido que sólido hidrógeno que se forman entre las moléculas de agua se encuentran más separados. Es un excelente disolvente La mayoría de las sustancias polares se dicuelven en ella al Participa en el transporte de sustancias en el torrente formar puentes de hidrógeno. sanguíneo, e influye en reacciones qupimicas dentro y furra de las células. Bibliografía 1. Campbell, M., Reece, J. y Zanello, L. (2007). Biología (7a ed.). México: Médica Panamericana. Podrá revisar el siguiente enlace: https://www.youtube.com/watch?v=gUTTgcS0eEc