BIOELEMENTOS

CURSO:
CIENCIA Y TECNOLOGÍA

ALUMNO:
Crhistian George Humberto Otiniano Mendez

DOCENTE:
CARLOS VILLACORTA CASTAÑE

ESCUELA:
I.E. DANIEL HOYLE

GRADO Y SECCIÓN:
“ 4TO B”
INTRODUCCIÓN

El carbono (C), hidrógeno (H), oxígeno (O), nitrógeno (N), fósforo (P), y azufre (S) son
los 6 elementos fundamentales de la materia viva constituyendo los elementos
biogénicos primarios. Además, se encuentran oreos elementos imprescindibles como
el Cl, Fe, Ca, Na. K, y Mg que constituyen los bioelementos secundarios. Al resto de
elementos que presentan un porcentaje menor al 0′001% se les denomina
oligoelementos.

I. BIOELEMENTOS
A. Concepto
- Se denominan elementos biogénicos o bioelementos a aquellos elementos químicos que
forman parte de los seres vivos.

B. Clasificación
1. Elementos mayoritarios
- Están presentes en porcentajes superiores al 0,1 % y aparecen en todos los seres vivos.
a. Bioelementos primarios (C, H, O, N /// P, S)
- Principales constituyentes de las biomoléculas. En conjunto 95% de la materia viva (C 20 %, H
9.5%, O 62 % y N 2,5 %).

Estos elementos reúnen una serie de propiedades que los hacen adecuados para la vida:
• Forman entre ellos enlaces covalentes muy estables, compartiendo pares de electrones. El
carbono, oxígeno y nitrógeno pueden formar enlaces dobles o triples.

• Facilitan la adaptación de los seres vivos al campo gravitatorio terrestre, ya que son los
elementos más ligeros de la naturaleza.
Constituyen el 96% de la materia viva.

Son muy abundantes en la biosfera.

Indispensables para la formación de biomoléculas orgánicas.

Son captados fácilmente por los seres vivos.

Tienen gran capacidad para combinarse entre sí y con otros elementos, dando lugar a

compuestos estables.

C, N y O pueden compartir más de un par de electrones, formando enlaces dobles o

triples, lo que les proporciona la capacidad de formar compuestos muy variados

Poseen una gran solubilidad.

Son los elementos más ligeros con capacidad para formar enlaces covalentes. Cuanto

menos es la masa de un átomo, mayor es la tendencia del núcleo a completar su

último orbital con los electrones que forman los enlaces, por lo que más estables son

dichos enlaces.

CARBONO (C): Capaz de formar muchas moléculas. Forma membranas plasmáticas, ribosomas,
centriolos, etc.
Forma estructuras tridimensionales. Tiene 4 electrones en la periferia, formando un tetraedro.
Puede formar enlaces simples, dobles y triples.

Puede formar largas cadenas lineales, ramificadas, anillos, etc.

Debido a la configuración tetraédrica del carbono, las moléculas orgánicas tienen diferentes
estructuras tridimensionales. Estas configuraciones son muy importantes para la realización de
las funciones vitales.

El carbono es parecido al Si en cuanto a configuración. Si el Si es más abundante en la litosfera

que el C, ¿por qué la vida se basa en el C y no en el sí?

_ Los enlaces C – C son estables y permiten formar cadenas lineales y anillos. Las cadenas Si –
Si son inestables.
_ Las cadenas Si – O – Si – O – Si (siliconas) son tan estables que prácticamente son
inalterables, no aptas para procesos biológicos.

_ Mientras que el CO2 es gaseoso y soluble, el SiO2 es sólido e insoluble. El átomo de carbono
es más pequeño que el de silicio y puede quedar totalmente rodeado por dos oxígenos,
mientras que el silicio, al ser más grande, queda rodeado por 4.

• HIDROGENO (H): Resulta indispensable para formar

materia orgánica (formada por C e H) Ejemplo: Algunos
lípidos.

Junto con el C puede formar materia orgánica

(hidrocarburos). Las moléculas formadas por C e H son
covalentes apolares (insolubles en agua). Si algunos H son
sustituidos por grupos covalentes polares (– OH, = CO, –
CHO, – NH2,) puede llegar a ser soluble (glucosa,
glicerina, aminoácidos)

El oxígeno, el nitrógeno, el azufre y el fósforo son

elementos electronegativos. Al unirse mediante enlaces
covalentes con el H o entre sí dan lugar a moléculas
dipolares (H2O, NH3, SH2, H3PO4).

Si a una cadena hidrocarbonada (– CH2 – CH2 – CH2 – CH2 –), que es apolar, se le añaden
suficientes grupos polares (=O, – OH, – NH2, – SH, – H2PO4), puede llegar a tener cierta
polaridad y, por tanto, ser soluble en agua.

• OXIGENO (O): Participa en la respiración, en la

fotosíntesis de las plantas y en la oxidación de los
compuestos biológicos, forma otras moléculas como la
glucosa o el agua.

Es muy electronegativo. Atrae con mucha fuerza a los

electrones, formando enlaces muy fuertes. También
puede romper enlaces liberando energía.

Los compuestos formados por bioelementos principales

en los seres vivos se hallan en estado muy reducido. Al ser el oxígeno muy abundante en la
superficie, los compuestos tienden a oxidarse para formar compuestos de baja energía (CO2,
H2O,). La energía desprendida en las oxidaciones es aprovechada para las funciones vitales.
• NITROGENO (N): Forma aminoácidos y ácidos nucleicos.

Tiene gran facilidad para formar compuestos, tanto con oxígeno como
con hidrógeno.

Prácticamente todo el N es incorporado por algas y plantas que lo

absorben disuelto en forma de ión nitrato (NO-3). Pocos organismos lo
pueden incorporar como N2.

FOSFORO (P): Forma parte de los nucleótidos, compuestos

que forman los ácidos nucleicos. Forman parte de
coenzimas y otras moléculas como fosfolípidos, sustancias
fundamentales de las membranas celulares. También forma
parte de los fosfatos, sales minerales abundantes en los
seres vivos. Las plantas y algas lo absorben disuelto en
forma de nitrato.

Al igual que el azufre, no son tan electronegativos como el

oxígeno o el nitrógeno. Sus enlaces no son tan estables y se
pueden romper con facilidad. Forma parte del ATP, ADN y
ARN. Al romperse en el ATP el enlace que une dos grupos
fosfato se libera al organismo la energía contenida en dicho
enlace. En estos enlaces ricos en energía se almacena la
energía liberada en otras reacciones.

AZUFRE(S): Se encuentra en dos aminoácidos (cisteína y

metionina), presentes en todas las proteínas. También en
algunas sustancias como el Coenzima A

Básicamente aparece en forma de radical sulfhidrilo (- SH) que

permite formar puentes disulfuro (- S – S) en proteínas.
b. Bioelementos secundarios (Na, K, Ca, Mg, Cl)

- En conjunto 4,5% de la materia viva.

Desempeñando funciones de vital importancia en fisiología celular.

Na (sodio): Abundante en el medio extracelular; necesario para la conducción nerviosa y la

contracción muscular

K (potasio): Abundante en el interior de las células; necesario para la conducción nerviosa y la

contracción muscular

• Ca (calcio): Forma parte de las estructuras esqueléticas. Interviene en la contracción

muscular, coagulación sanguínea y transmisión del impulso nervioso

• Mg (magnesio): Forma parte de la molécula de clorofila, actúa como catalizador, junto con
las enzimas, en muchas reacciones químicas del organismo.

• Cl (cloro): Anión más frecuente; necesario para mantener el balance de agua en la sangre y
fluido intersticial

2. Oligoelementos (Fe, Mn, I, F, Co, Si, Cr, Zn, Li, Mo)

- Presentes en porcentajes inferiores al 0,1%, no son los mismos en todos los seres vivos. Son
indispensables para el desarrollo armónico del organismo.

- Se han aislado unos 60 oligoelementos en los seres vivos, pero solamente 14 de ellos pueden
considerarse comunes para casi todos. Aun participando en cantidades infinitesimales, no por
ello son menos importantes, pues su carencia puede acarrear graves trastornos para los
organismos.

• Fe (Hierro): Necesario para sintetizar hemoglobina de la sangre o los cito cromos, enzimas
que intervienen en la respiración celular.

• Cu (cobre): Forma hemocianina, pigmento respiratorio de muchos invertebrados.

• Mo (molibdeno): Forma parte de las enzimas vegetales que actúan en la reducción de los
nitratos por parte de las plantas

• Cr (cromo): Interviene junto a la insulina en la regulación de glucosa en sangre.

II. BIOMOLÉCULAS
- Las biomoléculas o principios inmediatos, son las moléculas que forman parte de los seres
vivos.

III. BIOMOLÉCULAS INORGÁNICAS

A. El agua
- El agua - 60-90% de la materia viva. Su abundancia depende
de la especie, la edad (menor proporción en individuos más
viejos) y la actividad fisiológica del tejido (mayor porcentaje
los que tiene mayor actividad como tejido nervioso o
muscular). Aparece en el interior de las células, en el líquido
tisular y en los líquidos circulantes.

1. Estructura
- El agua es una molécula dipolar: los electrones que
comparten el O y el H están desplazados hacia el O por su
mayor electronegatividad por lo que esa zona de la molécula
tiene una ligera carga negativa y la de los H es ligeramente
positiva. Cuando dos moléculas de agua se aproximan, la
zona positiva de una molécula y la negativa de otra se atraen. Estas interacciones
intermoleculares se conocen como puentes de hidrógeno.

2. Propiedades y funciones biológicas

- A diferencia de otras sustancias de peso molecular
semejante, el agua es líquida a temperatura ambiente.

Debido a su polaridad el agua es buen disolvente de

los compuestos iónicos y polares. Los líquidos
orgánicos (citoplasma, líquido tisular, plasma, linfa,
savia) son disoluciones acuosas que sirven para el
transporte de sustancias y como medio en el que se
producen las reacciones metabólicas.

- El agua no sólo es el medio en el que transcurren las reacciones del metabolismo, sino que
interviene en muchas de ellas como en la fotosíntesis, en las hidrólisis y en las condensaciones.

- El calor específico (calor necesario para elevar 1ºC la temperatura de 1 g) es relativamente

elevado, así como el calor de vaporización. Gracias a estas dos propiedades el agua interviene
en la termorregulación.
- Máxima densidad a 4°C. Como consecuencia el hielo flota sobre el agua líquida, lo que impide
los océanos y otras masas menores de agua se congelen de abajo a arriba.

- En el agua son elevadas las fuerzas de cohesión (atracción entre las moléculas de agua) y de
adhesión (atracción entre el agua y una superficie) lo cual origina los fenómenos de capilaridad
por los que el agua asciende en contra de la gravedad por conductos de diámetro muy fino
(capilares). Estos fenómenos contribuyen al transporte de sustancias en los vegetales.

- Igual que otros líquidos el agua es incompresible y actúa como amortiguador mecánico
(líquido amniótico, líquido sinovial) o como esqueleto hidrostático (líquido celómico en
anélidos).

B. Las sales minerales

1. Sales con función estructural

- Aparecen precipitadas formando estructuras esqueléticas, como el carbonato de calcio
(caparazones calcáreos) o el fosfato de calcio (esqueleto de vertebrados).

2. Sales con función reguladora

- Se encuentran ionizadas, disueltas en un medio acuoso.

a. Fenómenos osmóticos
- Osmosis: difusión a través de una membrana semipermeable (solo permite el paso del
disolvente).
- Medios hipertónico (el de mayor concentración), hipotónico (el de menor) o isotónico
(cuando los dos medios separados por la membrana semipermeable tienen la misma
concentración de solutos).
- A través de una membrana semipermeable el agua pasa siempre del medio hipotónico al
hipertónico
- Plasmólisis (pérdida de agua de una célula en un medio hipertónico) y turgencia (la célula se
hincha en un medio hipotónico, pudiendo llegar a estallar (lisis) si carece de pared celular y la
diferencia de concentraciones es grande).

b. Regulación del pH

- Soluciones amortiguadoras formados por un ácido débil y su base conjugada (o viceversa).

- El equilibrio es responsable del mantenimiento del pH en la

sangre. Si el pH tiende a acidificarse el exceso de H+ se une al HCO3- (que actúa como base)
formándose H2CO3 recuperándose el pH inicial. Ante una basificación del medio el equilibrio
se desplaza hacia la derecha liberándose H+ por disociación del H2CO3 (un ácido débil)
recuperándose también el pH inicial.

La regulación es más precisa porque el H2CO3 se encuentra en equilibrio con el CO2 disuelto
en el plasma

c. Cationes que realizan acciones específicas

- Na+ - Impulso nervioso y equilibrio hídrico. Abundante en los medios extracelulares.

- K+ - Transmisión del impulso nervioso. Contracción muscular.

- Ca2+ - Contracción muscular. Coagulación sanguínea. Sinapsis. Cofactor. Estructural.

- Mg2+ - Cofactor. Contracción muscular.

CONCLUSIÓN
En conclusión si se hace un análisis químico de cada uno de los diferentes tipos de seres vivos,
se encuentra que la materia viva está constituida por unos setenta elementos. Estos elementos
que se encuentran en la materia viva se llaman bioelementos o elementos biogénicos. Los
bioelementos se pueden clasificar en dos grupos: los bioelementos primarios y los
bioelementos secundarios.

· Los bioelementos primarios. Se llaman primarios porque son indispensables para la formación
de las biomoléculas orgánicas (glúcidos, lípidos, proteínas y ácidos nucleicos), que son las
moléculas que constituyen todos los seres vivos. Por esto, las biomoléculas orgánicas también
se las denomina principios inmediatos a la vida. Son un grupo de seis elementos que
constituyen el 96,2% del total de la materia viva. Son el O, C, H, N, P y el S.

· Los bioelementos secundarios. Son todos los bioelementos restantes. En este grupo se
pueden distinguir dos tipos: los indispensables, que son los que no pueden faltar porque son
imprescindibles para la vida de la célula, y los variables, que son los que sí pueden faltar en
algunos organismos. Son indispensables el Ca, Na, K, Mg, Cl, Fe, Si, Cu, Mn, B, F, I. Son variables
el Br, Zn, V, Pb.

Otra clasificación de los bioelementos es la basada en su abundancia. Los que se encuentran

en proporciones inferiores al 0, 1% se denominan oligoelementos, y el resto bioelementos
plásticos.