Propiedades únicas de la molécula de agua para la vida, Apuntes de Biología

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Biología 1

Micaela Navarrete Mier

Febrero – Junio 2020

Clase 1.3 : U.C. 1. Química de la vida

El agua: la molécula de la vida

Indicadores de aprendizaje

• Entender la importancia del agua para la vida en la tierra
• Describir las propiedades básicas del agua
• Reforzar los conceptos de polaridad y puentes de hidrógeno aplicados a la molécula de agua

El Ciclo del Agua Este diagrama muestra solo el ciclo natural del agua, ignorando las influencias humanas. Credit: USGS

Los puentes de hidrógeno en la molécula del agua La estructura molecular del agua permite interacción con otras moléculas, incluyendo otras moléculas de H 2 0.

• A simple vista molécula de H 2 0 es simple (forma V), los átomos de H están unidos al átomo de oxigeno por medio de enlaces covalentes.
• Oxígeno es más electronegativo que el hidrógeno, electrones del enlace covalente permanecen más tiempo cerca del átomo de O que al H.
• Esto hace que molécula de H 2 0 se defina como polar (carga elec. es distribuida de forma desigual).
• Propiedades emergentes del H 20

Comportamiento cohesivo del agua

• Cohesión: atracción de moléculas de una misma sustancia
• Cohesión de las de moléculas de H 2 0: se da gracias a los enlaces de hidrógeno proporcionándole estabilidad estructural
• Cohesión: es un fenómeno fundamental en plantas transporte de agua y otros nutrientes en contra gravedad
• Adhesión : atracción de moléculas de diferentes sustancias.
• Tensión superficial: fenómeno que mide cuán difícil es romper la superficie de un líquido.

Capacidad para regular la temperatura

• El cuerpo humano y los organismos vivos solo pueden vivir dentro de

un intervalo de temperatura limitado

• Las temperaturas elevadas puedes dañar los procesos enzimáticos y

las reacciones químicas indispensables para la vida

• Las temperaturas bajas pueden ralentizar la acción de las enzimas y

en temperaturas bajo cero los cristales de hielo pueden romper la

célula

• El agua posee propiedades que moderan los efectos de los cambios

de temperatura ayudando a mantener la temperatura dentro de

límites tolerables

• Los lagos y océanos tienen efecto moderados sobre el clima de la

tierra colindante: menos frías en invierno y más frías en verano.

• Elevado calor específico : energía necesaria para elevar en 1 °C la temperatura de 1 gramo de agua. 1 caloría de energía eleva en 1 °C la temperatura de 1 g de agua 0 , 6 calorías eleva en 1 °C la temperatura de 1 g de alcohol 0 , 2 caloría para la sal de mesa 0 , 002 caloría para la roca común: granito o mármol
• La energía necesaria para calentar 435 , 6 g de agua sólo 1 °C, elevaría la temperatura de 435 , 6 g de roca en 50 °C.
• El agua tiene la capacidad de absorber grandes cantidades de calor antes de modificar su temperatura
• La gran capacidad para almacenar energía en los puentes de hidrógeno, la convierte en un excepcional amortiguador y regulador de los cambios térmicos.

Estados del agua: sólido, líquido y gaseoso El Hielo flota : Es 9% menos denso que el agua líquida. Enlaces de hidrógeno se congelan Matriz Hexagonal.

Agua como solvente universal

• Un líquido se define como solución en tanto es mezcla homogénea de dos o más sustancias
• Solvente : agente disolvente de la solución
• Soluto: sustancia disuelta
• Solución acuosa solución disuelta en agua

Polaridad y solubilidad Polaridad del agua es característica que permite unión con otras moléculas para formar soluciones. El agua es una moléculas polar (zonas de carga positiva y zonas de carga negativa) lo que convierte al agua en un excelente disolvente de sustancias también polares. Algunas sustancias tienen más afinidad con H 2 O (hidrofílica), otras no (hidrofóbica).

• Iones y moléculas polares --- son hidrofílicas, tienen atracción eléctrica hacia las moléculas de agua, ej: azúcares y aminoácidos, se disuelven fácilmente en agua. El oxígeno y dióxido de carbono son gases que se disuelven en agua
• Moléculas sin carga y no polares – son hidrofóbicas, no se disuleven en agua, ej: grasas y aceites.

Figure 6: Phospholipid bilayer. Phospholipids have a hydrophilic head and a hydrophobic tail (inset). In a cell membrane, phospholipids form a bilayer, with the hydrophobic tails facing in and the hydrophilic heads facing out. The phospholipid bilayer separates the inside of the cell from the external environment. Las sustancias no polares son insolubles en el agua