PRACTICA 003

LECCIÓN Nº 03
COMPOSICIÓN QUÍMICA DE LA MATERIA VIVIENTE

1. COMPOSICIÓN DE LA MATERIA VIVA O PROTOPLASMA.- La materia viva presenta una estructura sumamente compleja. Es una mezcla natural de tipo coloide que tiene como solvente el agua y como soluto principalmente las grandes moléculas orgánicas o macromoléculas, iones y agregados moleculares.
La materia viva es esencialmente un sistema coloidal o dispersión coloidal, por lo que se le denomina el biocoloide.
En general se llaman dispersiones a las sustancias sólidas o líquidas que se han dividido en partículas muy pequeñas llamadas micelas, que se encuentran en el seno de un líquido, sin que por reposo se depositen en el fondo.
No hay precipitación de estas partículas o micelas, porque se hidratan, es decir que quedan rodeadas de múltiples capas de moléculas de agua formándose una especie de escudo que imposibilita el que dos o más de estas partículas lleguen a enlazarse entre si y lleguen al tamaño mínimo para sedimentar.
Las micelas son visibles al ultramicroscopio, y tienen un diámetro que fluctúa entre una milésima y una cienmilésima de micra, intermedias entre las moléculas de las soluciones las partículas de las suspensiones.

RECORDEMOS: LAS CARACTERÍSTICAS DE LA MATERIA:
Propiedades Físicas.- Se pueden medir y observar sin que cambie su composición:
- Organolépticas.- Se determina a través de los sentidos, color, olor, sabor, textura.
- Estado Físico.- Describe el estado sólido, líquido o gaseoso de una sustancia.
- Punto de ebullición.- Temperatura a la cual hierve un líquido 100 °C. s.n.m.
- Punto de Fusión.- Es la temperatura a la cual una sustancia se funde ejm: agua 0 °C. se decir el cambio de estado sólido a líquido.
- Solubilidad.- Muestran algunas sustancias al disolverse en un líquido ejm: Sal 20 °C. en agua
- Densidad.- Relación entre la masa de una sustancia y su volumen d=m/v
Propiedades Químicas.- Características que muestra una sustancia cuando reacciona químicamente con otras.
- Combustión.- Cualidad de algunas sustancia de reaccionar con el oxígeno.
- Reactividad con los ácidos.- ejm: Ácidos reaccionan con mayoría de metales.

2. ELEMENTOS BIOGENÉSICOS.- Son los elementos indispensables en la composición química de la materia viva o protoplasma .
Se denomina biogenésicos o primarios, porque son indispensables para la formación de las biomoléculas ( principios inmediatos ), como los glúcidos, lípidos, proteínas y ácidos nucléicos; presentes en todos los seres vivos.
Los elementos biogenésicos son Carbono, Hidrógeno, Oxígeno, Nitrógeno Fósforo.
Aproximadamente el 97% del total de la materia viva, está constituida por los elementos biogenésicos o bioelementos primarios.
Oxigeno (O) 63%
Carbono (C) 20%
Hidrógeno (H) 10%
Nitrógeno (N) 3%
Fósforo (P) 1,1%
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97,1%

a. BIOELEMENTOS SECUNDARIOS.- Son también elementos esenciales para la vida pero se encuentran en cantidades más pequeñas, a excepción del calcio 2,45%
Tenemos al magnesio, sodio, potasio, hierro, azufre y cloro.

b. BIOELEMENTOS MICROCONSTITUYENTES.- Denominados también oligoelementos, de función sobre todo catalizadora una pequeñísima cantidad de ellos es suficiente para que todo el organismo funcione correctamente. La falta de uno de ellos produce una enfermedad carencial.
La concentración total de estos elementos es muy baja, menos del 0,5% del peso de los tejidos, se encuentran en cantidades tan pequeñas que se denominan trazas. Son de cobre, boro, silicio, manganeso, fluor, zinc, y Yodo.
Todos estos bioelementos son indispensables, así por ejemplo el ion (K) es imprescindible para la transmisión nerviosa; el hierro es importante para sintetizar la hemoglobina; el cobre se requiere para formar la hemocianina, que es el pigmento respiratorio de muchos invertebrados acuáticos, etc.

3. PRINCIPIOS INMEDIATOS.- Reciben el nombre de principios inmediatos, todas las sustancias orgánicas e inorgánicas resultantes de la combinación de los elementos biogenésicos entre si, los cuales mezclados en proporciones determinadas, entran a formar parte de la estructura de las células y tejidos. Las características de estos principios es, que son cuerpos disociables por medios físicos y que mezclados en proporciones determinadas, constituyen la materia viva.

Los principios inmediatos se dividen en Inorgánicos como el agua, sales minerales, anhídridos carbónico; y los orgánicos, como los glúcidos, grasas, proteínas y ácidos nucleicos.

a) PRINCIPIOS INMEDIATOS INORGÁNICOS:
EL AGUA.- El agua es el constituyente más abundante del organismo y el medio universal para los procesos vitales. La cantidad varía según la especie, la edad y los diferentes órganos.

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Hombre ________________________ 63% de su peso
Embrión Humano _________________ 94%
Huesos _________________________ 22%
Los Dientes______________________ 10%
Algas___________________________ 95%
Medusas o malaguas________________ 96%
Paramecio_______________________ 79%
Semillas_________________________ 20%
· Funciones del Agua:
a) Función Disolvente de las Sustancias: Permitiendo la digestión:
Es indispensable para la actividad metabólica, todo proceso fisiológico se realiza exclusivamente en un medio acuoso . Así mismo las reacciones químicas en la materia viviente se dan en presencia del agua.
Es el medio de dispersión para el sistema coloidal del protoplasma. Participa en muchas reacciones enzimáticas.
b) Función Estructural.- El volumen y forma de las células depende de la cantidad de agua que poseen. Al perder agua las células pierden su turgencia natural, se arrugan .
c) Función Mecánica Amortiguadora.- Los vertebrados poseen en sus articulaciones bolsas de líquido sinovial que evita el roce entre los huesos.
El agua lubrica y protege los órganos del cuerpo, las vainas de los tendones; el líquido céfalo-raquídeo protege y lubrica al sistema nervioso central. El humor acuoso lubrica a los ojos.
d) Función de Transporte: El transporte de los elementos nutritivos hacia las células se lleva a cabo por medio de l agua . Así mismo los productos de desecho de las células son excretados al exterior a través del agua.
e) Función Termo-Reguladora: El papel del agua es fundamental en la termorregulación, debido a sus propiedades:
1) Su calor específico elevado permite al organismo almacenar mucho calor sin que se eleve mucho la temperatura;
2) Su conductibilidad ayuda a la distribución del calor.
3) Su elevado calor de evaporación permite al organismo luchar contra el aumento térmico. Por ejemplo los animales al sudar expulsan agua, la cual para evaporarse absorbe el calor del cuerpo, y en consecuencia, este se enfría.
11SALES MINERALES.- Son compuestos de naturaleza inorgánica, que se encuentran en la composición del protoplasma. Representan el 1,5% de la composición química celular.
Las sustancias minerales se pueden encontrar en los seres vivos en tres formas: precipitadas, disueltas en forma de iones, y asociadas a sustancias orgánicas.
Las sustancias minerales precipitadas constituyen estructuras sólidas, insolubles, con función esquelética, por ejemplo el carbonato de calcio en las conchas de los moluscos; el fosfato de calcio y el carbono de calcio que, depositados sobre el colágeno, constituyen los huesos; etc.
Las sales minerales disueltas dan lugar a aniones y cationes. Los principales son:
Cationes : Na +, K+, Ca++, Mg++
Aniones : Cl-, SO4=, PO4=, CO3=, HCO3-, NO3-
Estos iones mantienen un grado de salinidad constante dentro del organismo y ayudan a contener también constante su pH. Por otro lado, cada uno desempeña funciones específicas y a veces antagónicas, Por ejemplo el K+ aumenta la turgencia, mientras que el Ca++ la disminuye. Ello se debe a que el K+ favorece la captación de moléculas de agua alrededor de las partículas coloidales citoplasmáticas, mientras que el Ca++ la dificulta. El corazón de la rana, se para en sístole si hay exceso de Ca++ y en diástole si el exceso es de K+, son pues iones antagónicos.
El medio interno de los organismos presenta unas concentraciones iónicas constantes. Una variación en dicho equilibrio iónico provoca alteraciones en la permeabilidad, excitabilidad y contractibilidad de las células.
0841Las sustancias minerales asociadas a moléculas orgánicas suelen asociarse junto a proteínas, como los fosfaproteidos, junto a los lípidos, como los fosfolípidos, etc.
· Funciones de las Sales Minerales:
a) Forman estructuras esqueléticas: son constituyentes de esqueletos, caparazones, placas calcáreas, capas quitinosas, etc.
b) Las sales minerales mantienen el equilibrio osmótico y el equilibrio ácido – base del organismo.
c) Intervienen en los procesos metabólicos de la respiración celular.
d) Algunos elementos minerales forman parte de las sustancias enzimáticas
e) Equilibrio de los iones Na+, K+, Ca++, Mg++ es importante para regular las funciones cardiacas, la permeabilidad capilar y celular, la excitabilidad nerviosa y muscular.
f) Intervienen en la regulación del intercambio del agua y del volumen del plasma y líquidos extracelulares.
g) El yodo influye en la función de la tiroides y forma parte de sus hormonas que regulan la intensidad del consumo de oxígeno.
h) El ión ferroso Fe++ es necesario para sintetizar la hemoglobina; el ión magnesio Mg++ es necesario en la clorofila, etc.
EL ANHIDRIDO CARBÓNICO: Llamado también di… o bióxido de carbono.
El CO2 es importante porque es materia prima fundamental en la función de fotosíntesis que realizan las plantas verdes. Ya que las plantas en esta función emplean como materias primas fundamentales el agua y el anhídrido carbónico para la elaboración de alimentos, que constituyen el primer eslabón de las cadenas alimenticias.
Las células lo expulsan como un producto de excreción, al ser descompuesta la glucosa, para la obtención de la energía que necesitan.
CO2 + H2O + Luz à C6H12O6 + O2 (Glucosa)
C6H12O6+O2 à CO2+H2O+Energía