Niveles de Organización, Bioelementos, Biomoléculas y Propiedades del Agua

Flashcards formativas estilo pregunta y respuesta basadas en los apuntes de los niveles de organización, enlaces químicos, bioelementos, biomoléculas, el agua, sales minerales, dispersiones y equilibrio celular/pH.

¿Cómo se dividen los niveles de organización de la materia según su condición de vida?

En nivel abiótico (donde los constituyentes químicos contienen materia viva o inerte) y nivel biótico (formado por materia viva que constituye a los seres vivos).

¿Cuáles son los niveles de organización biológicos descritos desde el nivel subatómico hasta la biosfera?

Subatómico (protones, neutrones y electrones), atómico (elementos como cloro, calcio, hierro), célula (unidad estructural y fisiológica), tejidos (células especializadas), órganos (estómago, cerebro), sistemas y aparatos, individuo, población (misma especie), comunidad o biocenosis (conjunto de poblaciones) y biosfera.

¿En qué consiste un enlace químico iónico según los apuntes?

Se realiza mediante una transferencia de electrones: el metal pierde electrones creando un catión y el no metal gana electrones creando un anión, formándose una red cristalina entre ellos.

¿Cuál es la diferencia entre un enlace covalente polar y un enlace covalente apolar?

El enlace covalente polar ocurre entre átomos de distinta electronegatividad, mientras que el enlace apolar se da entre átomos de similar electronegatividad.

¿Qué porcentaje de la materia viva forman los bioelementos primarios y cuáles son?

Forman el $96\%$ de la materia viva y son el carbono, hidrógeno, oxígeno, nitrógeno, fósforo y azufre ($C$, $H$, $O$, $N$, $P$, $S$).

¿Qué funciones específicas cumplen el nitrógeno, el azufre y el fósforo como bioelementos primarios?

El nitrógeno forma grupos amino ($-NH_2$) en proteínas y bases nitrogenadas; el azufre está en proteínas y enlaces disulfuro; el fósforo está en fosfolípidos de membrana, ácidos nucleicos y moléculas energéticas como el $ATP$.

¿Qué porcentaje representan los bioelementos secundarios y cuáles son sus funciones principales?

Forman el $3{,}3\%$ de la materia viva. El sodio, potasio y cloro mantienen la salinidad y el equilibrio de cargas; el potasio interviene en funciones musculares; el calcio forma estructuras esqueléticas, actúa en la contracción muscular y el impulso nervioso; y el magnesio participa en la replicación de ADN y síntesis de ARN.

¿Qué porcentaje ocupan los oligoelementos en la materia viva y qué ocurre en el organismo ante la deficiencia de hierro ($Fe^{2+}$)?

Están presentes en menos de un $0{,}1\%$ de la materia viva. La falta de hierro ($Fe^{2+}$), el cual se encuentra en la hemoglobina para el transporte de oxígeno en la sangre, produce anemia.

¿Qué función cumplen los oligoelementos litio, cobre, zinc y yodo?

El litio regula respuestas neuronales en tratamientos como depresión o esquizofrenia; el cobre está en la metionina; el zinc actúa en el sistema inmunitario; y el yodo interviene en la producción de hormonas tiroideas.

¿Por qué la estructura atómica del carbono le permite actuar como el esqueleto de las moléculas orgánicas?

Tiene cuatro electrones en su última capa de valencia, permitiéndole formar cuatro enlaces covalentes estructurados en forma de tetraedro, con enlaces simples, dobles o triples y cadenas lineales, ramificadas o anillos cíclicos.

¿Cuál es la diferencia entre biomoléculas inorgánicas y orgánicas?

Las biomoléculas inorgánicas están presentes tanto en seres vivos como en materia inorgánica (agua, sales minerales y gases), mientras que las orgánicas solo existen en seres vivos (glúcidos, lípidos, proteínas y ácidos nucleicos).

¿Cuál es la diferencia entre un homopolímero y un heteropolímero?

Un homopolímero está formado por la unión del mismo tipo de monómeros, mientras que un heteropolímero está formado por distintos tipos de monómeros.

¿Cuáles son las tres posibles localizaciones del agua en los seres vivos?

Extracelular (fuera de la célula), intracelular (dentro de la célula) y circulante en los vasos (por ejemplo, en la sangre o en la savia).

¿Cómo es la geometría y distribución de cargas de la molécula de agua?

Tiene geometría angular de $104{,}5^\circ$. Es una molécula polar y neutra que se comporta como un dipolo, con dos polos positivos en los átomos de hidrógeno ($H$) y un polo negativo en el átomo de oxígeno ($O$).

¿Qué funciones biológicas derivan de la alta fuerza de cohesión y adhesión del agua?

Función estructural (aporta volumen, forma y turgencia en células vegetales), capilaridad (permite el ascenso de la savia por el xilema) y función amortiguadora (evita rozamientos y golpes, como en el líquido cefalorraquídeo o el líquido sinovial).

¿Por qué la densidad del agua permite la existencia de vida marina bajo el hielo?

A $4\,^\circ\text{C}$ el agua se dilata y ocupa un mayor volumen hasta transformarse en hielo, el cual es menos denso que el agua líquida, flota en la superficie y actúa como aislante térmico.

¿Qué diferencia existe entre las sales minerales precipitadas y las disueltas?

Las precipitadas son insolubles, sólidas y cumplen función esquelética (conchas de moluscos, huesos, espículas); las disueltas son solubles, están disociadas en iones ($Cl^-$, $Ca^{2+}$, $Na^+$) y regulan la salinidad, el pH y procesos osmóticos o catalíticos.

¿Cuáles son las características principales de una dispersión coloidal a diferencia de una disolución?

Las dispersiones coloidales contienen coloides de alto peso molecular, son heterogéneas, sedimentan por ultracentrifugación, son translúcidas, presentan efecto Tyndall, poseen alta viscosidad y se manifiestan en estado de sol o gel.

¿En qué consiste el proceso de diálisis y cuál es un ejemplo clínico citado?

Es una filtración selectiva que separa partículas de alto peso molecular (coloides) de las de bajo peso molecular (cristaloides) mediante una membrana semipermeable a favor de gradiente. Un ejemplo es la hemodiálisis para eliminar sustancias tóxicas como la urea.

¿Qué ocurre con una célula animal y una vegetal cuando se introducen en un medio hipotónico?

Entra agua a la célula; la célula animal puede sufrir lisis (hincharse y romperse por exceso de agua), mientras que la célula vegetal experimenta turgencia (el citoplasma se infla comprimiendo la pared celular rígida).

¿Qué fenómeno sufren las células animales y vegetales en un medio hipertónico?

El agua sale de la célula. En la célula animal se produce crenación (los eritrocitos se deshidratan y arrugan) y en la vegetal se produce plasmólisis (la membrana celular se desengancha de la pared celular).

¿Cómo se define el pH y cuáles son sus rangos para disoluciones ácidas, neutras y básicas?

El pH mide la concentración de iones $H^+$ ($10^{-7}\,\text{mol/L}$ en agua pura equivale a pH 7). Es ácido si el pH es menor que 7, neutro si es igual a 7 y básico o alcalino si es mayor que 7.

¿Cómo funciona el tampón fosfato en el interior celular cuando disminuye la concentración de $H^+$?

El tampón fosfato mantiene el pH intracelular en $7{,}2$. Si disminuye el $H^+$ intracelular, el equilibrio $H_2PO_4^- \rightleftharpoons HPO_4^{2-} + H^+$ se desplaza hacia la derecha para liberar $H^+$ y mantener constante el pH.

¿Cómo actúa el tampón bicarbonato en la sangre cuando hay un aumento de acidez ($H^+$)?

Ante un aumento de $H^+$ en la sangre, la reacción $H^+ + HCO_3^- \rightleftharpoons H_2CO_3 \rightleftharpoons CO_2 + H_2O$ se desplaza hacia la derecha formando ácido carbónico ($H_2CO_3$), el cual se descompone en $CO_2$ y $H_2O$.