Resumen: Bioelementos y biomoléculas

📋 Esquema del Curso

1. Organización de los seres vivos
2. Enlaces químicos
3. Bioelementos y carbono
4. Clasificación de biomoléculas
5. Estructura y propiedades del agua
6. Funciones biológicas del agua
7. Sales minerales y disoluciones
8. Difusión, diálisis y ósmosis
9. pH y disoluciones tampón

📖 1. Organización de los seres vivos

🔑 Conceptos clave y definiciones

• Biología : Ciencia que estudia los seres vivos desde los puntos de vista estructural y funcional.

★ Imprescindible

• Los seres vivos están formados por una o más células y realizan funciones vitales que los distinguen de la materia inerte.

• El metabolismo incorpora materia y energía del entorno, las transforma mediante reacciones químicas y produce materia propia, energía y productos de desecho.

• La información genética se almacena en el ADN en forma de genes, y la reproducción permite transmitirla a la descendencia.

Complementos

📌 Los niveles de organización abióticos están formados por constituyentes químicos presentes en la materia viva e inerte, mientras que los niveles bióticos son exclusivos de los seres vivos.

💡 Truco mnemotécnico

Célula → organismo → adaptación

📖 2. Enlaces químicos

🔑 Conceptos clave y definiciones

• Electronegatividad : Capacidad de un átomo para atraer los pares de electrones de valencia de otro átomo.

★ Imprescindible

📌 El enlace iónico se forma cuando un átomo cede electrones y otro los capta, originando cationes y aniones unidos por atracción electrostática.

📌 El enlace covalente se forma entre átomos que comparten uno o más pares de electrones y puede ser polar o apolar según exista o no diferencia apreciable de electronegatividad.

Complementos

• Las fuerzas de Van der Waals surgen por dipolos instantáneos que inducen dipolos en moléculas próximas.

• Los átomos muy electronegativos citados son:

  • flúor
  • oxígeno
  • nitrógeno

💡 Truco mnemotécnico

Iónico: cesión y captación; covalente: compartición

📖 3. Bioelementos y carbono

🔑 Conceptos clave y definiciones

• Bioelementos : Elementos químicos que forman parte de la materia viva.
• Carbono : El carbono puede formar cuatro enlaces covalentes dirigidos hacia los vértices de un tetraedro, además de cadenas lineales, ramificadas y anillos que sirven de esqueleto a las biomoléculas.

★ Imprescindible

• Los bioelementos primarios son:

  • carbono
  • hidrógeno
  • oxígeno
  • nitrógeno
  • azufre
  • fósforo

• Los oligoelementos aparecen en proporciones inferiores al 0,1 %, pero son indispensables; su carencia o su exceso perjudica al organismo.

Complementos

• El sodio, el potasio y el cloro mantienen la salinidad y el equilibrio de cargas a ambos lados de la membrana celular, mientras que el calcio participa en la transmisión nerviosa y la contracción muscular.

📖 4. Clasificación de biomoléculas

🔑 Conceptos clave y definiciones

• Polímero : Macromolécula formada por la unión de moléculas más pequeñas llamadas monómeros.

★ Imprescindible

📌 Las biomoléculas inorgánicas aparecen en los seres vivos y en la materia inerte, mientras que las orgánicas son exclusivas de los seres vivos.

• Las biomoléculas orgánicas principales son:
  • glúcidos
  • lípidos
  • proteínas
  • ácidos nucleicos

Complementos

📌 Un homopolímero procede de un único tipo de monómero, mientras que un heteropolímero procede de distintos tipos de monómeros.

💡 Truco mnemotécnico

Inorgánicas: seres vivos y materia inerte; orgánicas: exclusivas de los seres vivos

📖 5. Estructura y propiedades del agua

🔑 Conceptos clave y definiciones

• Polaridad del agua : La molécula de agua es polar porque el oxígeno atrae más intensamente los electrones compartidos y adquiere carga parcial negativa, mientras que los hidrógenos adquieren carga parcial positiva.

★ Imprescindible

• La molécula de agua está formada por un átomo de oxígeno unido covalentemente a dos átomos de hidrógeno, con geometría angular y un ángulo de 104,5°.

• Cada molécula de agua puede formar hasta cuatro puentes de hidrógeno con otras moléculas, originando una estructura tetraédrica cohesionada.

• Entre las propiedades del agua destacan: elevado poder disolvente, elevado calor específico, elevado calor de vaporización, elevada cohesión, elevada adhesión, elevada tensión superficial, menor densidad del hielo respecto al agua líquida

Complementos

• En agua pura a 25 °C, solo una molécula de cada 10 000 000 está disociada en iones H⁺ y OH⁻.

💡 Truco mnemotécnico

Polaridad → puentes de hidrógeno → propiedades del agua

📖 6. Funciones biológicas del agua

★ Imprescindible

📌 El agua endógena o metabólica se sintetiza dentro del organismo a partir de otras biomoléculas, mientras que el agua exógena se incorpora desde el exterior.

• El agua transporta y disuelve sustancias, participa en reacciones metabólicas, proporciona volumen y forma celular, permite la capilaridad y regula la temperatura.

Complementos

• Según su localización, el agua puede ser:

  • extracelular
  • intracelular
  • circulante

• El hielo superficial flota y actúa como aislante térmico, evitando que se congelen las capas profundas de ríos, lagos y embalses.

📖 7. Sales minerales y disoluciones

🔑 Conceptos clave y definiciones

• Disolución : Mezcla formada por una fase dispersante o disolvente y una fase dispersa o soluto.

★ Imprescindible

📌 Las sales minerales precipitadas son insolubles y forman estructuras esqueléticas, mientras que las sales minerales disueltas se disocian en sus correspondientes iones.

• Las sales minerales disueltas mantienen la salinidad, regulan el volumen celular, participan en la contracción muscular y la transmisión del impulso nervioso, actúan como cofactores enzimáticos y ayudan a regular el pH.

📌 Las dispersiones coloidales contienen solutos de alto peso molecular, presentan efecto Tyndall y pueden formar soles o geles, mientras que las disoluciones verdaderas contienen solutos de bajo peso molecular y no presentan efecto Tyndall.

Complementos

• Los caparazones de moluscos y corales contienen carbonato de calcio, los huesos contienen carbonato y fosfato de calcio, y las diatomeas pueden presentar silicatos.

• Los principales aniones y cationes son:

  • Cl⁻
  • SO₄²⁻
  • PO₄²⁻
  • CO₃²⁻
  • HCO₃⁻
  • NO₃⁻
  • Na⁺, Ca²⁺, Mg²⁺, Fe²⁺, Fe³⁺ y K⁺

💡 Truco mnemotécnico

Precipitadas: estructuras; disueltas: iones y regulación

📖 8. Difusión, diálisis y ósmosis

🔑 Conceptos clave y definiciones

• Difusión : Distribución homogénea de las partículas de soluto en un disolvente, a favor de gradiente y sin gasto de energía.
• Diálisis : Proceso que separa partículas de alto peso molecular, los coloides, de partículas de bajo peso molecular, los cristaloides.
• Ósmosis : Paso del agua a través de una membrana semipermeable desde la disolución con más agua y menos soluto hacia la disolución con menos agua y más soluto.

📝 Puntos esenciales

📌 Una disolución hipertónica tiene más soluto y menos agua que una disolución hipotónica, mientras que una disolución isotónica presenta igual concentración de solutos.

• Cuando una célula está en un medio hipotónico entra agua y se produce turgencia, mientras que en un medio hipertónico sale agua y se produce plasmólisis o crenación en los eritrocitos.

💡 Truco mnemotécnico

Difusión de solutos → diálisis por tamaño → ósmosis del agua

📖 9. pH y disoluciones tampón

🔑 Conceptos clave y definiciones

• Disolución tampón : Disolución que mantiene el pH casi constante cuando se añaden pequeñas cantidades de ácidos o bases.

★ Imprescindible

📐 Fórmula — El pH mide la concentración de iones hidrógeno mediante la expresión $pH=-\log[H^+]$.

📌 Las disoluciones con pH inferior a 7 son ácidas, las de pH igual a 7 son neutras y las de pH superior a 7 son básicas o alcalinas.

• El pH de la sangre debe mantenerse entre 7,35 y 7,45, porque las variaciones fuera de esos límites pueden alterar la estructura y función de las proteínas.

Complementos

📐 Fórmula — El tampón fosfato actúa en el medio intracelular y mantiene el pH intracelular en 7,2 mediante el equilibrio $H_2PO_4^- \rightleftharpoons HPO_4^{2-}+H^+$.

📐 Fórmula — El tampón bicarbonato actúa en medios extracelulares mediante el equilibrio $H^+ + HCO_3^- \rightleftharpoons H_2CO_3 \rightleftharpoons CO_2 + H_2O$.

💡 Truco mnemotécnico

pH ácido: más H⁺; pH básico: menos H⁺

📊 Tablas de síntesis

Tipos de biomoléculas

Procesos de transporte pasivo