BIOMOLECULAS INORGANICAS SESION DE APRENDIZAJE 4

OBSERVA LA FOTO, ¿A QUE SER VIVO PERTENECEN? ¿POR QUÉ ELEMENTOS QUÍMICOS ESTARÁ CONFORMADO ¿Y QUÉ SUSTANCIAS POSEERA….? REALIZA UNA LISTA DE ELEMENTOS QUE LO CONFORMAN Y COMPARA ENTRE SERES VIVOS OBSERVADOS AREA DE CIENCIA-TECNOLOGÍA Y AMBIENTE 4° GRADO_EBR OBSERVA LA FOTO, ¿A QUÉ SER VIVO PERTENECEN? ¿PORQUE ELEMENTOS QUÍMICOS ESTARÁ CONFORMADO Y SUSTANCIAS POSEERÁ….? REALIZA UNA LISTA DE ELEMENTOS QUE LO CONFORMAN Y COMPARAR ENTRE LOS SERES VIVOS OBSERVADOS AREA DE CIENCIA-TECNOLOGÍA Y AMBIENTE 4° GRADO_EBR SESIÓN DE APRENDIZAJE BIOMOLÉCULAS Lic. Carlos Javier Rivera Rivera [email protected] AREA DE CIENCIA-TECNOLOGÍA Y AMBIENTE 4° GRADO_EBR BIOMOLÉCULAS I.-DEFINICIÓN: Resultan de la unión entre átomos de uno o más bioelementos. Van a tener un grado de complejidad y estructura, adoptan múltiples conformaciones ; cumplen diversas funciones en los SERES VIVOS. AREA DE CIENCIA-TECNOLOGÍA Y AMBIENTE 4° GRADO_EBR Estas biomoléculas sirven para realizar varias funciones bioquímicas en los seres vivos, como: • Medio para realizar reacciones bioquímicas: agua, sales y gases. • Altamente energética: glúcidos y lípidos. • Forman estructura en los seres vivos: proteínas. • La conservación y transmisión de la información: ácidos nucleicos. • Mantención del Metabolismo a través de: enzimas, vitaminas y hormonas. AREA DE CIENCIA-TECNOLOGÍA Y AMBIENTE 4° GRADO_EBR II.-CLASIFICACIÓN DE BIOMOLÉCULAS AREA DE CIENCIA-TECNOLOGÍA Y AMBIENTE 4° GRADO_EBR BIOMOLÉCULAS Inorgánicas-Sin enlace C-C Orgánicas-Con enlace C-C Son todas aquellas biomoléculas que en su estructura no presentan enlace covalente carbono-carbono C-C. Se distribuyen ampliamente y son imprescindibles para la subsistencia de todo nuestro organismo que habite nuestro planeta. Entre ellas tenemos: Son todas biomoléculas que están constituidas por esqueletos de átomos de carbono C-C, a los cuales se les liga otros elementos. Originalmente se les denominó orgánicas porque se creía que solo los organismos vivos podían elaborarlos; sin embargo en la actualidad, muchas de estas moléculas son sintetizadas en el laboratorio. Entre ellas tenemos:      Agua. Sales Minerales. Oxigeno Molecular. Dióxido de Carbono. Nitrógeno Molecular.      Glúcidos. Lípidos. Proteínas. Ácidos Nucleicos. Vitaminas-enzimas. 2.1.-DESCRIPCIÓN DE BIOMOLÉCULAS INORGÁNICAS AREA DE CIENCIA-TECNOLOGÍA Y AMBIENTE 4° GRADO_EBR 2.1.1.-AGUA Molécula inorgánica binaria, compuesta por dos átomos de hidrógeno y uno de oxígeno. Unido mediante enlace covalente, formando entre sí un ángulo de 104,5 grados. 2.1.1.1.-Distribución del agua. El agua es el compuesto más abundante de la naturaleza y de los seres vivos. (Entre el 65% y el 95% del peso de la mayor parte de las formas vivas es agua) La aguamala, aguamar o acalefo azul (Rhizostoma pulmo) es una especie de MEDUSA de la clase escifozoos. Las medusas en su estructura del cuerpo, el 99% de su cuerpo contiene agua. ORQUÍDEA El agua se encuentra en los tres estados: SOLIDO LIQUIDO GASEOSO • En forma de Hielo • Formando • Formando parte océanos, en las regiones lagos, de la atmósfera, polares , donde la ríos, chochas, etc. donde proporciona temperatura esta la bajo cero. humedad ambiental • Cumbres muy necesaria para la altas, el agua se supervivencia de encuentra en los seres vivos. forma de nieve o escarcha. 2.1.1.2.-NATURALEZA DEL AGUA DIPORALIDAD • La molécula de agua es DIPOLAR, por la presencia de enlaces covalentes polar entre los átomos de hidrógeno y el átomo de oxígeno; y, además, por la presencia de un ángulo HOH que mide 104,5 grados. • El oxígeno es más electronegativo que el hidrógeno, y atrae con más fuerza a los electrones de cada enlace. HIDRÓGENO 105° OXÍGENO ENLACES DE HIDRÓGENO • El carácter dipolar permite que se establezcan interacciones entre las propias moléculas de agua mediante uniones electrostáticas denominadas puentes de hidrógeno. • Una molécula de agua puede participar hasta en cuatro puentes de hidrógeno a la vez. Las uniones de puente de hidrógeno permiten que se forme una estructura perfectamente ordenada de tipo reticular, responsable, en gran parte, de su comportamiento anómalo (es líquida entre los 0º y los 100º) y de la peculiaridad de sus propiedades fisicoquímicas 2.1.1.3.-PROPIEDADES FISICAS DEL AGUA Y SERES VIVOS Acción disolvente o dieléctrica • Es el líquido que más sustancias disuelve. • Se debe a la capacidad de formar puentes de hidrógeno con otra sustancias que se disuelven cuando interaccionan con las moléculas polares del agua. DISOLUCIÓN DE CLORURO DE SODIO Tensión Superficial Dada la elevada tensión superficial del agua, muchos insectos depositan sus huevos o caminan sobre la superficie de charcas de agua sin hundirse. Esto se debe porque las moléculas de agua superficiales se encuentran cohesionadas con las moléculas de aguas inferiores, formando una red molecular compacta que soporta las presiones externas. Elevada fuerza de adhesión • La adhesión es la fuerza que mantiene unidas las moléculas de sustancias diferentes. • Se establecen puentes de hidrógeno entre moléculas de agua y otras moléculas polares y es responsable, junto con la cohesión, del llamado fenómeno de la capilaridad. • A este fenómeno se debe, en parte, la ascensión de la sabia bruta desde las raíces hasta las hojas. Capilaridad Es aquella capacidad del agua que le permite ascender por un tubo llamado capilar. Cuando el agua asciende por el capilar, hay moléculas que suben adheridas a la pared del tubo y jalan a las moléculas que están debajo mediante fuerzas de cohesión. La capilaridad ocurre por la suma de las fuerzas de adhesión, cohesión y tensión. Elevado calor específico • Capacidad de almacenar energía para un aumento determinado de la temperatura: El agua puede absorber grandes cantidades de calor, que se utiliza en romper la infinidad de puentes de hidrógeno, por lo que, proporcionalmente, su temperatura solo se eleva ligeramente. • Su temperatura desciende con mas lentitud que la de los otros líquidos a medida que va liberando energía al enfriarse. Densidad Cuando el agua líquida se enfría se contrae su volumen, como ocurre en todos los cuerpos, pero al alcanzar los 4ºC cesa la contracción y su estructura se dilata hasta transformarse en hielo en el punto de congelación, que es menos denso que el agua líquida y flota sobre ella. Gracias a esta anomalía, los lagos, los ríos y los mares comienzan a congelarse desde la superficie hacia abajo, y es esta costra de hielo superficial lo que, paradójicamente, sirve de abrigo a los seres que viven bajo las aguas. RESUMEN DE LA NATURALEZA, PROPIEDADES Y FUNCIONES DEL AGUA NATURALEZA DIPOLAR PROPIEDADES Constante dieléctrica Adhesión FUNCIONES Disolvente disociador Capilaridad Tensión superficial Calor específico COHESIÓN MOLECULAR. Densidad estado líquido. Termorregulador ambiental y orgánico. de en Termoaislante sólido o organismos acuáticos de regiones polares Observa la imagen, ¿Qué es?; que tiene que ver con las Biomoléculas… Descubre su importancia cultural y biológica. 2.1.2.-SALES MINERALES AREA DE CIENCIA-TECNOLOGÍA Y AMBIENTE 4° GRADO_EBR 2.1.2.1.-DEFINICIÓN • Biomoléculas inorgánicas compuestas por un metal y un radical no metálico, es decir, por un catión enlazado a un anión por enlace iónico. • Estas moléculas se disociadas en iones o (sustancias que conducen eléctrica) o formando duras. encuentran electrolitos la corriente estructuras Iones negativos (aniones) Iones positivos (cationes) -2 -2 -2 Cl ;PO4 ; CO3 ; HCO3 ; SO4 ; I + + ++ ++ ++ ++ ++ - Na ; k ; Ca ; Fe ; Mg ; Zn ; Cu 2.1.2.2.-TIPOS DE SALES Sales insolubles en agua Presentan función plástica pues forman estructuras sólidas que suelen cumplir funciones de protección y sostén: • Caparazones de silicio y carbonato cálcico de crustáceos y moluscos. • Esqueleto interno de vertebrados formado por varios compuestos minerales (fosfato, cloruro, fluoruro y carbonato de calcio). • Esmalte de los dientes formado por fluoruro de calcio. Sales solubles en agua • Se encuentran disociadas en sus iones correspondientes (cationes y aniones), que cuando están disueltas en el agua se denominan electrolitos y desempeñan fundamentalmente las siguientes funciones biológicas: 2.1.2.3.-SALES Y LOS SERES VIVOS 1.- Función Catalítica • Algunos iones como el Cu+, Mn2+, Mg2+, Zn+, etc, actúan como cofactores enzimáticos y son necesarios para el desarrollo de la actividad catalítica de ciertas enzimas. • El ión ferroso-férrico (Fe2+,Fe3+) forma parte del grupo hemo de la hemoglobina y la mioglobina, proteínas encargadas del trasporte de oxígeno. • El ión Mg2+ es un constituyente de las clorofilas y participa en los procesos fotosintéticos. • El ión Ca2+ interviene en la contracción muscular y en los procesos relacionados con la coagulación de la sangre. 2.- Funciones osmóticas • Intervienen en los procesos relacionados con la distribución de agua en los compartimentos intra y extracelulares. • Los iones Na+, Cl- y Ca2+ participan en la generación de gradientes electroquímicos que son imprescindibles en el mantenimiento del potencial de membrana y del potencial de acción y en los procesos de sinapsis neuronal. Osmosis, es el Transporte de Agua del medio externo al interior de la célula. Sin gasto de Energía. Ósmosis y presión osmótica • Se define ósmosis como un tipo de difusión pasiva caracterizada por el paso del disolvente a través de la membrana semipermeable desde la solución más diluida a la más concentrada. • Presión osmótica es la presión que sería necesaria para detener el flujo de agua a través de la membrana semipermeable. MEMBRANA PLASMATICA O CELULAR DONDE OCURRE LA OSMOSIS • La membrana plasmática de la célula puede considerarse como una membrana semipermeable; por ello, las células de los organismos pluricelulares deben permanecer en equilibrio osmótico con los líquidos del medio interno que las bañan. • Cuando la concentración de solutos de los fluidos extracelulares es igual a la concentración intracelular, ambas disoluciones son isotónicas o isoosmóticas. • Si los líquidos extracelulares, se diluyen, se hacen hipotónicos o hiposmóticos respecto a las células, el agua tiende a pasar al citoplasma interior y las células se hinchan, se vuelven turgentes y llegan incluso a estallar si no disponen de una pared de celulosa como los vegetales. Este fenómeno da lugar al proceso de turgencencia, denominado hemólisis (explotan) en el caso de eritrocitos. • Si los líquidos extracelulares aumentan su concentración, se hacen hipertónicos o hiperosmóticos respecto a las células, y, como consecuencia, las células pierden agua, se deshidratan y mueren, lo que da lugar al proceso de plasmólisis, denominado crenación en el caso de los eritrocitos. 3.-Función tamponadora • Mantienen el pH constante dentro de ciertos límites. Se lleva a cabo por los sistemas carbonato hidrogenocarbonato ( Tampón bicarbonato) (H2CO3/HCO3-) y monofosfato - bifosfato (Tampón Fosfato) (H2PO4-/HPO42-) • En el agua pura hay la misma cantidad de iones positivos H+ o protones que de iones negativos OH- o hidroxilos. • Hay sustancias que al disolverse en el agua liberan H+ y se les denomina ácidos. • Otras sustancias al disolverse en el agua disminuye la concentración de H+ o aumenta la de OH- y son bases. Medio ácido (Tampón bicarbonato) Medio básico (Tampón bicarbonato) 4.-Función nutriente • Los organismos autótrofos utilizan determinadas sales como fuente de elementos para la síntesis de compuestos orgánicos • NO 3, 2SO 4, 3PO 4, etc 2.1.3.-GASES AREA DE CIENCIA-TECNOLOGÍA Y AMBIENTE 4° GRADO_EBR • Determinados gases son esenciales para los seres vivos: El OXÍGENO MOLECULAR (O2) es imprescindible en la respiración aerobia. El DIÓXIDO DE CARBONO (CO2) es la principal fuente de carbono para la fotosíntesis y la quimiosíntesis. • El NITRÓGENO (N2) es una fuente de nitrógeno para las bacterias y las cianobacterias fijadoras de nitrógeno. • El ÓXIDO NÍTRICO (NO) actúa como molécula mensajera en ciertos procesos en los animales.