Este documento describe las biomoléculas inorgánicas más importantes en los seres vivos. Explica que el agua es la sustancia más abundante, componiendo entre un 63-98% de los organismos. Su estructura tetraédrica y puentes de hidrógeno le dan propiedades únicas como su estado líquido a temperatura ambiente y su poder disolvente. También describe las sales minerales como elementos secundarios necesarios pero en menor proporción.

1. TEMA 1.
BIOELEMENTOS. BIOMOLÉCULAS
INORGÁNICAS
IES MURIEDAS
Bonifacio San Millán 2º Bachillerato - Biología

2. ÍNDICE
1. BIOELEMENTOS
1 Clasificación de los bioelementos
2. BIOMOLÉCULAS
2 El agua
I Las sales minerales

3. BIOELEMENTOS
 Son los elementos constituyentes de los seres vivos.
 Los seres vivos seleccionamos y tomamos del medio
los elementos que forman parte de nuestra materia,
y no los más abundantes.
Elementos Elementos
mayoritarios en la mayoritarios en
corteza terrestre los seres vivos
O C
Si H
Al O
Fe N
P
S

4. BIOELEMENTOS
 Hay 70 bioelementos (25 de los cuales son comunes en
todos los seres vivos)
 Los bioelementos se clasifican según la proporción en la
que se encuentran en los seres vivos.
Clasificación:
Bioelementos 1arios o Mayoritarios: C H, O, N, P, S (97%)
Bioelementos 2arios : Cl, Na, K, Mg y Ca (2%)
Oligoelementos: o elementos traza
Fe, Mn, Cu, F, I, Si, Zn, Ni, Co, Li, Al, etc. (1%),
Porcentajes menores del 0,1%

5. BIOELEMENTOS PRIMARIOS
 Son  C, H, O, N, P y S
 Componentes fundamentales de las biomoléculas.
 Se encuentran en todos los seres vivos.
 Propiedades generales:
 Capas electrónicas externas incompleta ⇒ enlaces
covalente ⇒ biomoléculas
 Bajo nº atómico ⇒ estabilidad
 Electronegatividad del O y N ⇒ solubilidad
 ↑ Accesibilidad (CO2 , H2O, nitratos, etc.)

6. BIOELEMENTOS PRIMARIOS
 Propiedades específicas del carbono
 Hibridación sp3 ⇒ valencia 4 ⇒ Estructura tetraédrica
 Variedad de cadenas carbonatadas estables (lineales,
cíclicas, ramificadas) ⇒ ↑ variedad de moléculas
orgánicas.
 Hibridación sp2, sp ⇒ formación de dobles y triples
enlaces
 Grupos funcionales: ⇒ aparecen como consecuencia
de reacciones de oxidación –reducción:
 ej. Alcano ↔ Alcohol ↔ Áldehido ↔ Ácido: ⇒
 ↑↑ variedad de moléculas orgánicas polifuncionales.

7. HIBRIDACIÓN SP3 DEL CARBONO

8. GRUPOS FUNCIONALES

9. BIOELEMENTOS PRIMARIOS
 CARBONO: es la base de todos los seres vivos. Tiene
estructura tetraédrica, con 4 e- desapareados, lo
que le permite formar enlaces covalentes con otros
átomos.
 HIDRÓGENO: se une al Carbono por enlace
covalente formando largas cadenas
hidrocarbonadas.
 OXÍGENO: es el más electronegativo (más polar) y el más
abundante. Forma el agua junto con el hidrógeno.
 NITRÓGENO: forma los grupos amino (-NH2) de los aminoácidos y
de los ácidos nucleicos.
 AZUFRE: forma el radical sulfhidrilo (-SH) en muchas proteínas.
 FÓSFORO: forma los grupos fosfatos (-PO4)-3 que forma parte del

10. BIOELEMENTOS SECUNDARIOS
 Se encuentran en los seres vivos en una proporción
mayor al 0,1%.
 Cl, Na, K, Mg y Ca (2%)
 Forman parte de todos los seres vivos.
 Son necesarios para la vida de la célula

11. OLIGOELEMENTOS ó ELM. TRAZA
 Se encuentran en proporciones inferiores al 0,1%.
 No todos forman parte de los seres vivos.
 Son necesarios para el metabolismo celular.
 Fe, Mn, Cu, F, I, Si, Zn, Ni, Co, Li, Al, etc. (1%)

12. BIOMOLÉCULAS
 Formadas por la unión de varios bioelementos.
 También se llaman Principios Inmediatos (se pueden
separar por medios físicos sin romper las moléculas)
 Se clasifican en:

13. EL AGUA
 El agua es la sustancia más abundante en la corteza
terrestre y en la materia viva, y es imprescindible para
los seres vivos.
 El contenido de agua en los seres vivos depende del tipo
de organismo y del ambiente en el que viva:
PORCENTAJE MEDIO DE AGUA EN ALGUNOS ORGANISMOS
Algas 93-98%
Medusas 95-97%
Planta del tabaco 92%
Hongos 80%
Cangrejo de río 77%
Ser humano 63%
Pino 47%
Semillas de cereales 10%

14. EL AGUA
 La cantidad de agua en los seres vivos depende de
tres factores:
 La especie:
 Sp. acuáticas > Sp. de medios áridos
 Medusa (98%) vs. Semilla (10%)
 La edad del individuo
 Organismos jóvenes > Organismos de + edad
 Feto de 4 meses (94%) vs. 65 años (56%)
 El tipo de tejido u órgano
 Tejidos con ↑ actividad metabólica > tejidos inertes
 Plasma sanguíneo (92%) vs. Dientes (10%)

15. EL AGUA
 El agua se encuentra en los seres vivos en 3 formas
distintas:
 AGUA CIRCULANTE: en la sangre, en la savia, etc.
 AGUA INTERSTICIAL: entre las células, fuertemente
adherida a la sustancia intercelular.
 AGUA INTRACELULAR: en el citosol y en el interior de
los orgánulos celulares.

16. EL AGUA: Estructura
TETRAÉDRICA
ELECTRONEGATIVIDAD DEL O ⇒
CARÁCTER DIPOLAR ⇒
Puentes de Hidrógeno
 Estados:
• Gaseoso 0%
• Sólido 100% (4 PH)
• Líquido 85% (3,4 PH)
ELECTRONEGATIVIDAD: medida de la fuerza de atracción que ejerce un
átomo sobre los electrones de otro en un enlace covalente.

17. EL AGUA: Estructura

18. EL AGUA: Estructura TETRAÉDRICA
TETRAEDRO IRREGULAR ⇒ ASIMETRÍA ELECTRICA ⇒
CARÁCTER DIPOLAR

19. EL AGUA: Estructura
 Entre los dipolos se establecen un tipo de enlaces
denominados enlace o puente de Hidrógeno.

20. EL AGUA: Estructura
 Los puentes de hidrógeno son más débiles que los
enlaces covalentes o los iónicos, pero se rompen y
se forman de manera constante, lo cual confiere a
la molécula de agua una gran cohesión interna.

21. EL AGUA: Propiedades e importancia
biológica
 Las propiedades del agua derivan de LA
PRESENCIA DE PUENTES DE H Y ESTOS DE LA
ESTRUCTURA DEL AGUA
• Cohesividad ⇒ Estado líquido a Tª ambiente ⇒ Transporte y
Estructural
• Poder disolvente: K = 80 ⇒ “Disolvente universal”
• ↑ calor específico ⇒ función termorreguladora
• ↑ calor de vaporización ⇒ función termorreguladora
• Disociable en iones H+ y OH- ⇒ Reactividad: hidrólisis y
condensación

22. Cohesividad: Estado líquido del agua a
temperatura ambiente
 La elevada fuerza de cohesión entre las moléculas
de agua (Puentes de hidrógeno) permite que el
agua se mantenga líquida a Tª ambiente.
 Esto permite al agua actuar como vehículo de
transporte en el interior de un organismo y como
medio lubricante en las estructuras de movimiento.
 Esto permite que sea el agua el componente
principal del citosol y del interior de los orgánulos
celulares.

23. Cohesividad: Líquido prácticamente
incompresible
 Gracias al elevado grado de cohesión entre las
moléculas de agua, el volumen del agua líquida no
disminuye apreciablemente aunque se apliquen
presiones muy altas.
 Esto determina las deformaciones citoplasmáticas y
permite que el agua actúe como esqueleto
hidrostático en las células vegetales.

24. Poder disolvente del agua
Poder disolvente: K = 80 ⇒ “Disolvente
universal”
• Sustancias polares (hidrofílicas) ⇒
disoluciones verdaderas
• Sustancias apolares (hidrofóbicas)
⇒ Insolubilidad
• Sustancias apolares con pequeño
grupo polar (anfipáticas) ⇒
dispersiones Coloidales
• Emulsiones estables: disolvente
(H2O), soluto (ej.grasas), emulgente
(ej. proteína)

25. Poder disolvente del agua
Poder disolvente: K = 80 ⇒ Disolvente universal”
Sustancias polares (hidrofílicas) ⇒ disoluciones verdaderas
http://www.bionova.org.es/animbio/anim/aguadisol.swf

26. Poder disolvente del agua
Sustancias apolares (hidrofóbicas) ⇒ Insolubilidad
Su disposición dependerá de la densidad la sustancia
considerada
1º Emulsión inestable 1º Emulsión inestable
2º flota (insoluble) 2º precipita (insoluble)

27. Poder disolvente del agua
 DISOLUCIONES COLOIDALES: Sustancias apolares con
pequeño grupo polar (anfipáticas) ⇒ dispersiones Coloidales
 Las disoluciones coloidales pueden aparecer en dos
estados distintos;
 SOL
 GEL
- (H2O)
SOL GEL
+ (H2O)

28. Poder disolvente del agua
 EMULSIONES:
 Formadas por dos líquidos inmiscibles: 1de ellos (fase
dispersa) forma pequeñas gotitas dispersas en el otro
(fase dispersante).
 Emulsiones biológicas:
 Fase dispersa: lípidos insolubles (ej. triglicéridos, colesterol)
 Fase dispersante: agua
 La estabilidad de las emulsiones se consigue gracias a
otras moléculas que mantienen las gotitas de la fase
dispersa separada (ej. proteínas, fosfolípidos, sales
biliares)
 Ejemplos; leche, mayonesa

29. Elevado calor específico: Función
termorreguladora
 CALOR ESPECÍFICO: cantidad de calor que es
necesario comunicar a 1 gramo de sustancia para
aumentar su temperatura 1ªC.
 El agua tiene un calor específico alto, porque para
elevar su temperatura, hay que romper muchos de
los enlaces que hay entre ellas, lo que implica que
hace falta suministrar mucho calor.
 Por ello, el agua es un buen estabilizador térmico
del organismo frente a los cambios bruscos de
temperatura del medio.

30. Elevado calor de vaporización: Función
termorreguladora
 Para pasar del estado líquido al gaseoso hace
falta romper todos los puentes de hidrógeno, para
lo cual se necesita mucha energía.
 Esto hace que el agua sea una buena sustancia
refrigerante en el organismo.
 El agua que se evapora en la superficie de un ser
vivo absorbe calor del organismo, actuando como
regulador térmico.
 La capacidad refrigerante del sudor está basada
en este hecho.

31. Disociable en iones H+ y OH- ⇒ Reactividad
 Hidrólisis
 Polímero + H2O “n” monómeros
 Condensación
 “n” monómeros Polímero + (n-1) H2O
Hidrólisis
A–B A – OH + B–H
Condensación

32. FUNCIONES DEL AGUA
 Función metabólica: Es el medio en el que se producen la mayoría de las
reacciones metabólicas, puesto que las sustancias para que reaccionen tienen
que estar disueltas. Además en muchas de estas reacciones el agua actúa
como reactivo como por ejemplo en las reacciones de hidrólisis que ocurren en
la digestión. Igualmente es la fuente de hidrógenos en la fotosíntesis vegetal.
 Función transportadora: El agua actúa como vehículo transportador de
sustancias por el interior del organismo y entre el exterior y el interior del
mismo, debido a que es líquida y es un excelente disolvente, las sustancias son
transportadas disueltas en ella.
 Función estructural: Debido a la elevada fuerza de cohesión da forma a las
células que carecen de membrana rígida regulando los cambios y
deformaciones del citoplasma.
 Función termorreguladora: Debido al elevado calor específico y al elevado
calor de vaporización, regula la Tª del organismo amortiguando las
variaciones bruscas de la Tª externa y ayuda a mantener constante la Tª del
cuerpo en los animales homeotermos o endotermos.

33. EL AGUA: Propiedades
Ionización del agua
 El agua pura se comporta como un electrolito débil y se encuentra en parte
disociada en iones H+ y OH- según la siguiente ecuación:
H2O → H+ + OH-
 En el agua la disociación es muy débil, esto significa que la mayor parte del
agua se encuentra como H2O sin disociar y solo una pequeña parte está
disociada.
 El producto de las concentraciones de los iones H+ y OH- es constante y se
denomina producto iónico, en el agua a 25ºC es:
[H+].[OH-] = 10-14
 En el agua pura por cada H+ que se forma, se forma un OH- lo que hace que
la concentración de ambos iones sea la misma.
[H+] = [OH-] = 10-7
 Si aumenta la concentración de uno de los iones disminuye la del otro para
mantener constante el producto.

34. EL AGUA: Propiedades
Ionización del agua. Concepto de pH
 Si aumenta la concentración de uno de los iones disminuye la del otro para
mantener constante el producto.
 Hay sustancias que al disolverse en el agua, aumentan la concentración de
hidrogeniones, se denominan ácidos. Otras por el contrario disminuyen la
concentración de hidrogeniones se denominan bases.
 La acidez de una disolución viene determinada por la [H+], Sorensen ideo la escala
de pH para expresar la concentración de hidrogeniones de una disolución y por lo
tanto la acidez.
El pH = - log [H+]. El valor oscila 0 y 14.
 Si el pH de una disolución es 7 como ocurre en el agua pura, dicha disolución es neutra. H+ = OH-
 Si el pH es < 7 ,la disolución es ácida. H+ > OH- .
 Si el pH es > 7, la disolución es básica. H+< OH-.
 La escala de pH es logarítmica, es decir que si aumenta o disminuye en una unidad
significa que la concentración de H+ se hará 10 veces menor o mayor.
http://www.youtube.com/watch?v=x8J-Jbu_W6M&feature=related
http://www.sumanasinc.com/webcontent/animations/content/propertiesofwater/water.html

35. SALES MINERALES
 Son moléculas inorgánicas que están presentes en
la materia viva en pequeña cantidad.
 Se pueden encontrar de varias formas:
 Precipitadas: Carbonatos, fosfatos, etc.
 Disueltas
 Aniones: Cl- ,CO32- ,HCO3- ,PO43- etc
 Cationes: K+ ,Na+ ,Ca2+ , Mg+2 etc
 Asociadas a moléculas orgánicas: Fe, P, etc.

36. Funciones de las SALES MINERALES:
Regulación de los procesos osmóticos
o OSMOSIS y presión
osmótica
o Turgescencia y
plasmolisis ⇒
Importancia biológica:
 Absorción (raíces)
 Adaptaciones (plantas
halófitas)
 Homeostasis

37. SALES MINERALES: Presión
osmótica
 Presión osmótica (π) sería la presión que habría que hacer para detener
el flujo de agua a través de la membrana semipermeable debido a la
ósmosis.

38. SALES MINERALES: Presión
osmótica
Video resumen ósmosis: http://www.youtube.com/watch?v=oONjIH39uUw

39. SALES MINERALES: Presión
osmótica

40. SALES MINERALES: Presión
osmótica

41. DIFUSIÓN, ÓSMOSIS y DIÁLISIS
DIFUSIÓN OSMOSIS DIÁLISIS
 Membrana  Membrana  De la +
permeable o s/m semipermeable concentrada a la
 De la + diluida + diluida
 De la +
concentrada a la a la +  Pasa el agua y
+ diluida concentrada moléculas de
 Solo pasa agua soluto de bajo
 Pasa agua y peso molecular
solutos

42. Funciones de las sales minerales
Regulación del pH:
Sistemas amortiguadores
H PO4- / HPO42 – intracelular
2
 H CO / HCO - extracelular
2 3 3
El pH afecta a la actividad enzimática

43. TEMA 1
TEST DE REPASO

44.  El paso de agua desde una solución menos
concentrada a una más concentrada a través de
una membrana semipermeable se denomina...
ÓSMOSIS

45.  La hemolisis (rotura) de los eritrocitos al colocarlos
en agua destilada es un ejemplo de:
A. Difusión
B. Ósmosis
C. Plasmólisis
D. Turgencia

46.  Indica cómo se formará el puente de Hidrógeno
entre las dos moléculas de agua
http://www.educa.madrid.org/portal/c/portal
/layout?p_l_id=2288.193&c=an

47.  Los enlaces de H en el agua...
A. Son inestables en el agua en fase sólida
B. se rompen con facilidad al aumentar la
temperatura
C. se rompen por debajo de los 0ºC.
D. son estables cuando el agua hierve
E. son muy estables

48.  El paso del agua y no de las partículas disueltas
en ella, sólo se produce en el caso de la...
A. Diálisis
B. en ninguno de los casos anteriores
C. Difusión
D. Ósmosis
E. en todos los casos anteriores

49.  Una de las siguientes funciones NO lo es del
agua
A. esquelética
B. Termorreguladora
C. Aporte de H y O
D. disolvente
E. medio de transporte

50.  El agua tiene carácter de reactivo químico porque
es...
A. capaz de ionizar a otras sustancias.
B. el disolvente universal.
C. termorreguladora
D. el medio donde se producen las reacciones
metabólicas.
E. un vehículo de transporte de otras sustancias.

51.  Al introducir un alga marina en agua dulce se
produce...
A. un arrugamiento por exósmosis
B. una inmersión celular.
C. un hinchamiento por exósmosis
D. un proceso de turgencia.
E. su plasmolisis.