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Biología
Los bioelementos, el agua y las sales minerales
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2
Los bioelementos, el agua
y las sales minerales

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Si tenemos en cuenta que,
aproximadamente, el 60 %
del peso de un individuo
corresponde al agua y el
10 % a las sales
minerales, podemos
afirmar que,
mayoritariamente,
estamos formados por
agua y sales. El peso de
una persona de 70 kg se
debe a que contiene
alrededor de 40 litros de
agua, 7 kg de sales y 23
kg de moléculas
orgánicas.
Noticia inicial
Diario de la Ciencia
Es evidente que el agua
es la molécula más
abundante de los seres
vivos, distribuyéndose en
el organismo en medios
intracelulares,
intercelulares, o en fluidos
circulantes como sangre y
linfa.

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2 Los bioelementos, el agua y las
sales minerales
1. Los bioelementos
1. Concepto
2. Clasificación.
3. Importancia del Carbono en los seres vivos.
2. Biomoléculas o principios inmediatos.
3. El agua
1. Estructura química
2. Propiedades del agua.
3. Funciones del agua en los seres vivos.
4. Las sales minerales.
5. El proceso de ósmosis.
Esquema

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¿Qué crees que tienen en común todos los
seres vivos?

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Introducción
• Además de la vida, la gran
diversidad de seres vivos que
habitan en la tierra, tienen
algo mas en común: Estamos
formados por los mismos
elementos.

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Nivel molecular
La naturaleza se rige por un principio
de simplicidad molecular.
 El 95 % 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.

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¿De los elementos químicos que conoces, cuántos crees que
forman parte de los seres vivos?

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• Todos los seres vivos estamos
constituidos, cualitativa y
cuantitativamente por los mismos
elementos químicos. De todos los
elementos que se hallan en la corteza
terrestre, sólo unos 25son
componentes de los seres vivos
denominándoseles Bioelementos.

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Bioelemento Elementos que constituyen la
materia viva
De los 92 átomos naturales, nada más que
25 son bioelementos. Estos átomos se
separan en grupos, atendiendo a la
proporción en la que se presentan en los
seres vivos.

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Clasificación
• Atendiendo a su abundancia (no
importancia) se pueden agrupar en tres
categorías:
Bioelementos Primarios o Principales.
Bioelementos Secundarios
Oligoelementos

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Bioelementos
% en la materia
viva
Ejemplos
Primarios 96 % C, H, O, N, P, S
Secundarios 3,9 % Ca, Na, K, Cl, I, Mg, Fe
Oligoelementos
(elementos traza)
< 0,1 % Cu, Zn, Mn, Co, Mo, Ni, Si

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Los bioelementos
Biosfera
Hidrosfera Litosfera
Atmósfera

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BIOELEMENTOS PRIMARIOS
1. Forma enlaces covalentes, que son estables y acumulan mucha
energía.
2. Números atómicos bajos.
3. Número variable de valencias, lo que les permite formar enlaces
covalentes entre sí.
4. Puede formar enlaces, hasta con cuatro elementos distintos, lo que da
variabilidad molecular.
5. Puede formar enlaces sencillos, dobles o triples.
6. Se puede unir a otros carbonos, formando largas cadenas.
7. Los compuestos, siendo estables, a la vez, pueden ser transformados
por reacciones químicas.
8. El carbono unido al oxígeno forma compuestos gaseosos

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IMPORTANCIA DEL CARBONO:
0. Z= 6. Valencias 2 y 4. Tetravalente y bajo peso atómico
1.Forma enlaces covalentes, que son estables y acumulan mucha
energía.
2.Puede formar enlaces, hasta con cuatro elementos distintos, lo que
da variabilidad molecular.
3.Puede formar enlaces sencillos, dobles o triples.
4.Se puede unir a otros carbonos, formando largas cadenas.
5.Los compuestos, siendo estables, a la vez, pueden ser
transformados por reacciones químicas.
6.El carbono unido al oxígeno forma compuestos gaseosos
Carbono Estado Puro

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CARBONO
Hibridación sp3
Se forman 4 orbitales
híbridos.
Esta conformación espacial es
responsable de la actividad
biológica.
.

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CARBONO
Grupos funcionales que dan lugar a las diferentes
familias de sustancias orgánicas . Estos presentan
características físicas y químicas diferentes..

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CARBONO
Los enlaces entre los átomos de
carbono pueden ser simples (C - C),
dobles (C = C) o triples.
lo que permite que puedan formarse
cadenas más o menos largas, lineales,
ramificadas y cíclicas.

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El carbono
C
C C
C C
C CCLIC SOBRE
ENLACES
PARA AMPLIAR

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El carbono
C C
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El carbono
C C
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El carbono
C C
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¿Por qué no el silicio?
La Vida, tal y como la conocemos en este planeta, se basa en la química del
Carbono. El Silicio es un elemento con similares características en su estructura.
Sin embargo, el Silicio aparece en poca cantidad en la composición en los seres
vivos. Z = 14, grupo 3.
Segundo elemento más abundante en la corteza terrestre, después del oxígeno.
¿POR QUÉ NO SE BASA LA VIDA EN EL SILICIO?
• El enlace Si-Si se rompe más fácilmente que el enlace C-C, por ello las
moléculas de Si son más inestables y más débiles.
• El Si no puede formar dobles ni triples enlaces, lo que limita el número de
moléculas.
• El Si con el oxígeno forma SiO2 (insoluble en agua, sólido). El C con el oxígeno
forma CO2, estable, soluble en agua y gaseoso.

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Hidrógeno (H)
Nubes De Gas Hidrogeno
Es el bioelemento mas
abundante en la materia viva,
forma parte de la molécula del
agua, condiciona la
concentración de acidez o pH
del medio, participa en los
procesos liberadores de energía
celular y en los mecanismos de
oxido reducción celular.

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Oxígeno (O)
Oxigeno
Es un componente
fundamental de todas las
biomoleculas tanto orgánicas
como inorgánicas.
Participa en los procesos
liberadores de energía, permite
la vida de lo seres vivos. Forma
parte de la molécula del agua.

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Nitrógeno (N)
Nitrógeno (Liquido)
El cuarto elemento primario
que forma parte del 95% de la
materia viva de todos los
organismos es el Nitrógeno (N)
y su función es la de conformar
las 2 biomoleculas mas
complejas de los seres vivos:
Las proteínas y los ácidos
nucleicos.

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BIOELEMENTOS SECUNDARIOS
RESPONSABLES DEL FUNCIONAMIENTO
(SIN ELLOS NO EXISTIRÍA VIDA)
IMPORTANCIA DE ALGUNOS:
El Calcio forma parte de los huesos, conchas, caparazones (CaCO3), y necesario
en la contracción muscular (Ca2+) o en la formación del tubo polínico.
El Sodio y el Potasio son esenciales para la transmisión del impulso nervioso.
El Magnesio forma parte de la estructura de la molécula de la clorofila.
Componente de ciertos enzimas. Interviene en la replicación del ADN.
El Cloro es necesario para mantener el balance de agua en la sangre y en el fluido
intersticial.

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OLIGOELEMENTOS
Son aquellos bioelementos que se encuentran en los seres vivos en un
porcentaje menor del 0.1% en peso, pero que son indispensables para el
normal funcionamiento.
IMPORTANCIA DE ALGUNOS:
Iodo: formación de tiroxina: reguladora del metabolismo.
Hierro: constituyente de mioglobina y hemoglobina. Fundamental para la síntesis de
clorofila.
Manganeso: factor de crecimiento y cofactor enzimático.
Cobalto: forma parte de la vitamina B12 (necesaria para la síntesis de hemoglobina).
Fluor: forma parte del esmalte dentario y de los huesos.
Litio: actúa como neurotransmisor y en permeabilidad celular. En dosis adecuadas
previenes estados de depresiones.
Aluminio: cofactor enzimático, regulador del sueño.
Cobre: forma la hemocianina y transporta oxígeno en invertebrados.
Cromo. Interviene junto a la insulina en la regulación de glucosa en sangre.
Cinz: catalizador en muchas reacciones en el organismo.

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Biomoléculas
 Los bioelementos se combinan entre sí para formar las
moléculas que componen la materia viva. Estas moléculas
reciben el nombre de Biomoléculas o Principios Inmediatos.
 Las biomoléculas se clasifican atendiendo a su composición.
•Inorgánicas : No están formadas por cadenas de carbono.
•Orgánicas: Si están formadas por Monómeros
cadenas de carbono.
Polímeros

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Biomoléculas o principios inmediatos
Biomoléculas
Simples
Con átomos del
mismo elemento
Compuestas
Con átomos
de elementos
diferentes
Oxígeno molecular (O2)
Nitrógeno molecular (N2)
Inorgánicas
Orgánicas
Constituidas por polímeros
de carbono e hidrógeno
Agua (H2O)
Dióxido de carbono (CO2)
Sales minerales (NaCl, CaCO3, etc.)
Glúcidos.
Formados por C, H y O
Lípidos.
Constituidos por C, H y un pequeño
porcentaje de O
Proteínas.
Formadas por C, H, O, N y S
Ácidos nucleicos.
Constituidos por C, H, O, N y P

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EL AGUA
Suponiendo un varón de 20 años
el 65% de su peso es agua:
•Intracelular: 40%
•Intercelular: 16%
•Circulante: 9%

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EL AGUA

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ALGAS 98%
ESPINACAS 93%
MEDUSAS 90%
MEJILLÓN 82%
ESTRELLA DE MAR 76%
RECIÉN NACIDO 70%
HOMBRE ADULTO 63%
HUESOS 22%
SEMILLA 20%
% agua en los seres vivos % agua tejidos humanos
Plasma sanguíneo 92%
Corteza cerebral 86%
Músculos 75
Piel 72
Tejido conjuntivo 60%
Huesos 22%
Dientes 10%

39. INICIO ESQUEMA RECURSOS
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¿Dónde hay más agua? ¿Quién aporta más nutrientes?

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42. INICIO ESQUEMA RECURSOS
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El agua. Estructura molecular
0,96Å
105º
Polos
positivos
Polo
negativo
Puentes
de hidrógeno
Eléctricamente neutra
Dipolo eléctrico

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PROPIEDADES DEL AGUA:
• Elevada fuerza de
cohesión entre sus
moléculas:
– Gracias a los P.H las
moléculas están
cohesionadas entre ellas.
– Da volumen a las células.
– Esqueleto hidrostático en
algunos animales.
– Turgencia a las plantas.
– Permite deformaciones
celulares.
– Amortiguación en
articulaciones.

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PROPIEDADES DEL AGUA:
• Elevada fuerza de adhesión entre sus moléculas:
Capacidad de adherirse a las paredes de los conductos de pequeño
diámetro, ascendiendo en contra de la gravedad.
– Ascensión de la savia bruta por capilaridad.

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PROPIEDADES DEL AGUA:
• Elevada tensión superficial:
.
La tensión superficial
(especie de piel) está
producida por el ligazón
de moléculas de agua
debido a sus enlaces
de hidrógeno.

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NO ROMPEN LA TENSIÓN SUPERFICIAL

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PROPIEDADES DEL AGUA:
• Elevado calor específico:
Calor necesario para elevar la Tª de una sustancia.
Para aumentar la Tª del agua hay que suministrar energía, pues parte de
esta se emplea en romper los P.H que mantienen las moléculas unidas.
Por ello el agua puede absorber mucho calor aunque su Tª se eleva poco,
de igual forma desciende lenta-
mente.
Esto significa que para una deter-
minada cantidad de calor, la Tª
del agua sube más lentamente
que la de cualquier otra sustancia.
– Función termorreguladora.

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PROPIEDADES DEL AGUA:
• Elevado calor vaporización:
Energía necesaria para evaporar 1 g de agua.
Se necesita mucha energía para romper los P.H del agua y pasar de
Líquido a gas.
Cuando se evapora agua (en la piel o en una hoja) las moléculas evapo-
radas consumen gran cantidad de calor. Por eso la evaporación tiene
un efecto refrigerante (desciende la Tª y absorbe calor del interior
del cuerpo).
– Regulador térmico.

54. INICIO ESQUEMA RECURSOS
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¿Sudan los gatos?

55. INICIO ESQUEMA RECURSOS
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¿Y los hipopótamos?

56. INICIO ESQUEMA RECURSOS
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¿Crees que las aves sudan?

57. INICIO ESQUEMA RECURSOS
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¿Sudan los cerdos? Recuerda la expresión sudar
como un cerdo

58. INICIO ESQUEMA RECURSOS
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Los elefantes no sudan, entonces ¿cómo regulan
su temperatura?

59. INICIO ESQUEMA RECURSOS
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60. INICIO ESQUEMA RECURSOS
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PROPIEDADES DEL AGUA:
• Agua líquida más densa que el hielo:
En el agua la densidad también aumenta al disminuir la Tª, pero solo hasta
alcanzar los 4º C. Entonces cesa la contracción, las moléculas se
mueven más lentamente y forman 4 E. H con las vecinas, apartándose
más las moléculas unas de otras, dejando más espacio y su estructura
se dilata hasta transformarse en hielo (el hielo ocupa mayor volumen
que en estado líquido)
Recuerda que en la mayoría de los líquidos la densidad aumenta al disminuir la
temperatura(las moléculas se mueven más lentamente y hay menos espacio entre
ellas, así en un mismo volumen caben más moléculas

61. INICIO ESQUEMA RECURSOS
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¿Llevan agua en la
joroba/s?

62. INICIO ESQUEMA RECURSOS
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El agua como disolvente
Agua (H2O)
Compuestos
iónicos:
Cloruro
de sodio
(NaCl2)
H2O
Cl─
Na+
SOLVATACIÓN IÓNICA

63. INICIO ESQUEMA RECURSOS
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FUNCIONES DEL AGUA:
• Transporte: Savia elaborada y excreción.
• Esquelética-Estructural: Por su incompresibilidad.
• Amortiguadora: Lubricante por su alta cohesividad
• Termorreguladora: Por su elevado calor específico y
de vaporización.
• Disolvente universal: Gracias a su solubilidad, forma
P.H con otras sustancias.
• Sustrato metabólico: Por su constante dieléctrica
IMPORTANCIA DEL AGUA:

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66. INICIO ESQUEMA RECURSOS
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Las sales minerales

67. INICIO ESQUEMA RECURSOS
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68. INICIO ESQUEMA RECURSOS
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69. INICIO ESQUEMA RECURSOS
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Propiedades de las disoluciones
ÓsmosisMembrana
semipermeable
Molécula
de disolvente
Molécula
de soluto
Solución con alta
concentración
Solución con baja
concentración
Ambas soluciones igualan
su concentración
Flujo de moléculas
de disolvente
VER RESPUESTA
CELULAR A
DIFERENTES
CONCENTRACIONES
DEL MEDIO
VER SISTEMAS TAMPÓN

70. INICIO ESQUEMA RECURSOS
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71. INICIO ESQUEMA RECURSOS
Biología
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72. INICIO ESQUEMA RECURSOS
Biología
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Respuesta celular a diferentes concentraciones del medio
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Medio externo hipertónico
Medio externo hipotónico
Medio externo isotónico

73. INICIO ESQUEMA RECURSOS
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74. INICIO ESQUEMA RECURSOS
Biología
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Sistemas tampón
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Tampón fosfato
Tampón bicarbonato

75. INICIO ESQUEMA RECURSOS
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Propiedades de las dispersiones coloidales
Gel-sol Diálisis
ElectroforesisEfecto Tyndall
CLIC SOBRE
LA IMAGEN
PARA AMPLIAR

76. INICIO ESQUEMA RECURSOS
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Propiedades de las dispersiones coloidales
Sol
Gel
Fase dispersa
(sólido)
Fase dispersante
(líquido)
Fase dispersante
(sólido con fibras
entrelazadas)
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77. INICIO ESQUEMA RECURSOS
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Propiedades de las dispersiones coloidales
Tubo de diálisis con
membrana semipermeable
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Agua
destilada
Cristaloide
Coloide

78. INICIO ESQUEMA RECURSOS
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Propiedades de las dispersiones coloidales
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79. INICIO ESQUEMA RECURSOS
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Propiedades de las dispersiones coloidales
Cada muestra contiene diferentes proteínas
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Al gel se le aplica
un campo eléctrico
Cada banda azul
representa una
proteína diferente

80. INICIO ESQUEMA RECURSOS
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