Biología 2º de Bachillerato

1. Bioelementos

2. INTRODUCCIÓN

3. Nivel molecular
La naturaleza se rige por un principio de
simplicidad molecular
El 98 % de la materia viva se forma por la
combinación de 4 elementos químicos
Sólo existen 4 tipos de biomoléculas orgánicas
Todas las proteínas conocidas se forman por la
combinación de 20 aminoácidos
Todos los ADN de cualquier ser vivo se forman
por la combinación de 4 tipos de nucleótidos

4. BIOELEMENTOS
De todos los elementos conocidos, unos
setenta forman parte de los seres vivos.
De ellos, veintisiete son componentes
esenciales para las distintas formas de vida.
Solamente dieciséis se hallan en todas las
clases de organismos. Estos son los
llamados bioelementos o elementos
biogénicos.

5. PRINCIPALES
ENLACES EN
BIOLOGÍA
ENLACES QUÍMICOS

6. Los enlaces químicos
Los átomos de los bioelementos se pueden unir
con dos o más átomos del mismo o de distinto
tipo.
Aparecen así moléculas muy complejas pero
fundamentales para la estructura y el
funcionamiento de los seres vivos.
Estas uniones son los enlaces químicos.
La mayoría de las biomoléculas se han formado
por enlaces fuertes, aunque las funciones suelen
depender de los débiles.

7. Tipos de enlaces: covalente
Los elementos tienden a alcanzar la configuración del
gas noble más cercano de la tabla periódica, es decir,
a tener ocho electrones en la última capa o capa de
valencia (dos en el caso del hidrógeno por proximidad
con el helio)
Para ello ceden o toman o comparten los electrones
necesarios.
El enlace covalente tiene lugar entre elementos que
comparten electrones de valencia para llenar esa
última capa. Los electrones atraen al núcleo dejando
unidos los átomos.

8. Si los átomos unidos por enlace covalente
son iguales, al tener igual electronegatividad,
el enlace se llama apolar.
Si los átomos son distintos unos será más
electronegativo que otro y al atraer con más
fuerza los electrones se generará sobre él
una carga parcial negativa y sobre el otro,
una positiva. Ese enlace se llama polar.
Tipos de enlaces: covalente

9. Tipos de enlaces: covalente
Enlace covalente polar
Enlace covalente apolar

10. Tipos de enlace: iónico
Tiene lugar entre átomos con muy distinta
electronegatividad de manera que uno tiene
gran tendencia a captar electrones (ion
negativo) y otro a cederlos (ion positivo).
Se produce una unión por atracción
electrostática entre iones de carga distinta.
No forman moléculas fijas, sino agregados
iónicos que forman parte de una red cristalina
que se extiende de manera indefinida
llamadas moléculas iónicas.

11. Tipos de enlace: iónico
Red cristalina indefinida

12. Son atracciones débiles que no suponen
cambio químico.
Unen moléculas entre sí impidiendo que
todas las sustancias sean gases como
sucedería si las moléculas permanecieran
individualizadas.
Son dos:
Fuerzas de Van der Waals
Puentes de Hidrógeno
Tipos de enlace: Fuerzas
intermoleculares

13. Fuerzas intermoleculares: Van der
Waals
El término “Fuerzas de van der Waals" engloba
colectivamente a las fuerzas de atracción
entredistintas moléculas.
Son fuerzas de atracción débiles que se
establecen entre moléculas eléctricamente
neutras (tanto polares como no polares), pero
son muy numerosas y desempeñan un papel
fundamental en multitud de procesos
biológicos.

14. Fuerzas intermoleculares: Van der
Waals

15. Fuerzas intermoleculares: Puentes
de Hidrógeno
Se produce entre moléculas que tienen un átomo
de Hidrógeno unido a Fluor, Oxígeno o Nitrógeno.
La elevada electronegatividad de estos elementos
hace que los electrones se sitúen más cerca de
ellos generándose sobre ellos un exceso de carga
-, d-. El átomo de Hidrógeno queda con carga +,
d+.
El puente de hidrógeno se produce por la
atracción electrostática entre cargas + parciales
de H y cargas – parciales de N, O, y F.

16. Fuerzas intermoleculares: Puentes
de hidrógeno.
Agua y puentes de
hidrógeno
ADN y puentes de
hidrógeno

17. Puentes de hidrógeno
Proteínas y puentes de
hidrógeno
Fuerzas intermoleculares: Puentes
de hidrógeno

18. DISTINTOS
BIOELEMENTOS
CLASIFICACIÓN

19. Clasificación
Los bioelementos pueden ser:
Primarios: Constituyen el 99% de toda la materia
viva y son C, O, H, N y, en menor medida, P y S.
Secundarios: Aparecen generalmente en forma
iónica y se encuentran disueltos en el medio celular.
Están en proporciones bajas, incluso inferiores al
0,1%.
Oligoelementos: Suelen tener funciones catalíticas y
están en menor proporción de 0,1%, no obstante, su
presencia es fundamental y su ausencia o exceso
pueden causar trastornos.

20. Mn, Fe, Cu,
Zn, Co, I B, Al, Si, F, Cr,
Li, Va. Mo
(99) % de la mat. viva)

22. Bioelementos primarios.
Necesitan electrones para completar su
capa de valencia (uno el hidrógeno, dos
el oxígeno, tres el nitrógeno y cuatro el
carbono) por lo que forman enlaces
covalentes compartiendo electrones con
otros átomos.
Forman enlaces muy fuertes dando
estabilidad a las moléculas de las que
forman parte.

23. Importancia fisiológica de los
bioelementos primarios: C e H
Carbono: Formación de estructuras y material
energético (esqueleto de la vida). Cuatro
electrones en su última capa con los que puede
formar enlaces covalentes con otros átomos de
carbono y también de hidrógeno.
Estos enlaces son lo suficientemente fuertes
para ser estables, pero no tanto como para
impedir que se rompan y se forme otra cosa.
Estos cuatro enlaces se dirigen hacia los
vértices de un tetraedro por lo que forman
estructuras tridimensionales pudiendo formar
cadenas, ciclos, etc

24. C
C C
C C
C C
El carbono

25. C C
Enlace simple

26. C C
Enlace doble

27. C CEnlace triple

28. Importancia fisiológica de los
bioelementos primarios: O, N, S y P
Oxígeno: es el bioelemento más electronegativo y
el que aporta más polaridad
Nitrógeno: forma grupos amino de aminoácidos
(proteínas) y nucleótidos (ácidos nucléicos)
Azufre: forma grupos sulfidrilo (–HS) manteniendo
la estructura terciaria de las proteínas y formando
puentes disulfuro en otras sustancias (CoA)
Fósforo: interviene en moléculas tan importantes
como ADN (información genética), ATP (energía)
fosfolípidos (estructura) ión fosfato (tampón)

29. Los bioelementos secundarios:
abundantes
Na, K, Mg Cl y Ca.
Suelen aparecer en forma iónica.
Sus funciones son:
Los iones Na+, K+ y Cl- intervienen en el
mantenimiento del grado de salinidad y en
el equilibrio de cargas eléctricas a un lado y
otro de la membrana plasmática.
Los iones Na+ y K+, además, son
fundamentales en la transmisión del
impulso nervioso.

30. El calcio, en forma de carbonato (CaCO3),
da lugar a los caparazones de los moluscos
y a los esqueletos de otros muchos animales
y, como ion (Ca2+),
Actúa en muchas reacciones como los
mecanismos de la contracción muscular, la
permeabilidad de las membranas celulares,
la coagulación de la sangre, etc.
Ca

31. Mg
El magnesio es un componente de muchas
enzimas y del pigmento clorofila.
También interviene en la síntesis y
degradación del ATP, en la replicación del
ADN y en su estabilización, en la síntesis del
ARN, etc.

32. Oligoelementos
Entre los oligoelementos cabe citar, por la importancia de
sus funciones, el Fe, Zn, Cu, Co, Mn, Li, Si, I y F.
El hierro es necesario para
sintetizar la hemoglobina de la
sangre y la mioglobina, dos
transportadores de moléculas de
oxígeno, y los citocromos, enzimas
que intervienen en la respiración
celular.

33. El cinc es abundante en el cerebro,
en los órganos sexuales y en el
páncreas. En este último se asocia a
la acción de la hormona insulina para
el control de la concentración del
azúcar en sangre.
El cobre se requiere para
formar la hemocianina,
pigmento respiratorio de
muchos invertebrados
acuáticos, y para algunas
enzimas oxidasas.

34. El cobalto hace falta para
sintetizar la vitamina B12
y algunas enzimas que
regulan la fijación del
nitrógeno.
El manganeso actúa asociado a
diversas enzimas degradativas
de proteínas, como factor de
crecimiento, y en los procesos
fotosintéticos. Su deficiencia
origina por ello amarillamiento
de las hojas.

35. El litio actúa incrementando la
secreción de los
neurotransmisores y favorece
la estabilidad del estado de
ánimo en enfermos de
depresiones endógenas.
El silicio forma parte de los
caparazones de las diatomeas
y da rigidez a los tallos de las
gramíneas y de los equisetos.

36. El yodo es necesario para formar
la hormona tiroidea, responsable
del ritmo del metabolismo
energético. Su falta provoca el
bocio.
El flúor se encuentra en
el esmalte de los
dientes y en los huesos.
Su carencia favorece la
caries de los dientes.