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Biología para bachiller y selectividad

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Funciones

  1. Es el lugar donde se llevarán a cabo las reacciones químicas que realiza un ser vivo.
  2. Controla la temperatura
  3. Favorece la elasticidad tisular
  4. Lubricante, sobre todo a nivel articular
  5. Transportadora de sustancias
  6. Interviene en numerosas reacciones químicas


Bioquímica de la molécula del agua


Disociación del agua

El agua debido a su capacidad de ionización puede considerarse una mezcla de agua en estado molecular, agua protonizada e iones hidroxilo; y llamaremos producto ionico del agua a:

Producto ionico del agua

A la vista de la fórmula anterior se deduce que la concentración de protones e hidroxilos es de 10 -7 para el agua en estado puro, si a la cifra anterior le aplicamos el logaritmo decimal obtenemos un valor que denominaremos pH, definiremos de esta forma sustancias ácidas aquellas que tienen un pH inferior a 7, sustancias básicas aquellas con pH superior a 7 y neutras cuando es igual a 7. A modo de ejemplos, una disolución de HCl tendría pH 1, los jugos gástricos un pH de dos, el plasma un pH sobre seis, la sangre un pH de siete y una disolución de hidróxido sódico podría alcanzar pH de catorce.

Los seres vivos son capaces de mantener su cuerpo siempre dentro de unas condiciones de pH, esto se consigue gracias a unas sustancias denominadas buffer o sistemas tampón, que no se trata más que de un sistema formado por un ácido y su correspondiente base conjugada (bicarbonato, fosfato,...)

Bicarbonato: sistema tampón

Como en cualquier sistema en equilibrio, cualquier variación del mismo consecuencia de la modificación de la concentración de los componentes que intervienen en el equilibrio, este responderá desplazándose a la derecha o a la izquierda para conseguir de nuevo el estado de equilibrio.

Ósmosis

Fenómeno que aparece cuando una membrana semipermeable separa dos disoluciones de concentración diferente, esta membrana que por semipermeable solo permitira el paso de disolvente, desencadená el proceso de ósmosis es decir el paso de disolvente de la disolución mas diluida a la más concentrada con el fin de equiparar el equilibrio entre ambas concentraciones, o lo que el lo mismo de la disolución hipotónica a la hipertónica hasta que ambas disoluciones sean isotónicas. pero si yo pretendo evitar este flujo necesitare someter a una determinada presión la membrana, a esta presión se le conoce como presion osmótica.

Comportamiento similar sigue la membrana citoplasmática existiendo por ello un equilibrio osmótico a ambos lado de la membrana

1

En la figura superior se puede ver el diferente comportamiento de la membrana citoplasmática en función del medio en el que se encuentre, en el primer caso la concentracion intracelular y extracelular son identicas, hablamos de disoluciones isotónicas y por tanto la célula no se afecta; en el segundo caso, la célula se encuentra en un medio hipotónico con respecto al citoplasma en este caso se produce la entrada de disolvente del medio extracelular al interior de la cálula, a este fenómeno se le denomina turgescencia; por último la célula se encuentra en un medio hipertónico, se producirá salida de disolvente del citoplasma, conocido como plasmólisis

Difusión y la diálisis

Las diferentes sustancias de todo ser vivo están formando con el agua dispersiones bien moleculares o bien verdaderas

ya hemos visto que en función de la concentración de los medios puede aparecer el fenómeno de ósmosis, pero también pueden suceder otros como la dialisis o la difusión.

La diálisis
. En la dialisis la membrana será atravesada por el propio disolvente y partículas de pequeñas de bajo peso molecular, movimiento que se realizará a favor del gradiente de concentración, es decir de la más concentrada a la menos concentrada. Cuando el riñon es incapaza de llevar a cabo la filtración glomerular se recurre a dialisis (hemodialisis)

La difusión. No es más que la distribución homogénea de las partículas en un disolvente, si hablamos de una membrana permeable puede haber paso de partículas y disolvente, siempre también a favor del gradiente de concentración. La difusión, proceso que no requiere aporte energético es frecuente como forma de intercambio celular.

Difusión, dialisis

Propiedades del agua

1. Disolvente. El agua es el disolvente universal, debido fundamentalmente a la capacidad para crear puentes de hidróheno, dada su estructura polar, puentes de hidrógeno que realizará con sustancias polares tipo alcohol, polialcoholes, aminoacidos, sustanicas todas ellas con diferencia de carga positiva y negativa. No solo debido a esta característica sino también puede disolver sales por presentar aniones y cationes. La disolución previa es necesaria para poder transportar sustancias a través de los líquidos biológicos

Disolución de una sal Puentes de hidrógeno

2. Fuerza de cohesión. La capacidad para formar puentes de hidrógeno proporciona al agua una elevada fuerza de cohesión entre sus moléculas.

3. Fuerza de adhesión. También relacionada con los puentes de hidrógeno formados con sustancias polares, la capilaridad es posible gracias a esto

4. Gran calor específico. Alta capacidad para coger calor, que el agua va a necesitar para poder romper los puentes de hidrógeno

5. Elevado calor de vaporización. Ya que por una lado es necesario aplicar energía en cantidad suficiente para romper los enlaces de hidrógeno y en segundo lugar aplicar energía en para convertirla en estado gaseoso

Sales minerales


Hablaremos de solubles en agua e insolubles en agua.

Insolubles. Función protectora: esqueletos, caparazones de crustaceos

2. Sales solubles en agua. Al ser solubles se encuentran en forma ionizada.

Funciones catalíticas. Cu+, Mn2+, Mg2+, Zn+,...(como cofactores enzimáticos)
Funciones osmóticas. Intervienen en los procesos de transferencia a uno y otro lado de la membrana celular
Funciónregulador del pH . Carbonato /bicarbonato

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