Fundamentos de la Biología: Niveles de Organización y Propiedades Químicas del Agua

Niveles de organización de la materia

Niveles de organización: partículas elementales, partículas subatómicas, átomo, moléculas, macromoléculas, orgánulos, célula (eucariota, procariota, unicelulares, pluricelulares), tejido, órgano, aparatos, sistemas, organismo, ser vivo, población, comunidad, ecosistema y biosfera.

Constituyentes de los seres vivos

Los seres vivos están formados por biomoléculas y estas, a su vez, están formadas por bioelementos. Los bioelementos de mayor proporción son: C, H, O, N, S y P. Los elementos que se encuentran en una proporción mayor al 0,1% son: Na, K, Mg y Cl; mientras que los elementos de menor proporción (inferior al 0,1%) son: Fe, Cu, Mn, Zn, I y Co.

Estructura química del H₂O

El H₂O forma el 70% del cuerpo humano. El agua es una molécula formada por dos átomos de hidrógeno (H) y uno de oxígeno (O). La unión entre el oxígeno y el hidrógeno se realiza mediante enlaces covalentes, en los que cada átomo de H comparte un par de electrones (e^-) con el átomo de O.

Sin embargo, como la electronegatividad (capacidad de los átomos para atraer los electrones de los enlaces) del oxígeno es mayor que la del hidrógeno, los dos pares de electrones compartidos se ven atraídos con más fuerza por el núcleo del átomo de oxígeno que por el del hidrógeno. Por eso, la molécula de H₂O presenta un polo negativo (–) donde está el átomo de O y dos polos positivos (+) donde están los dos átomos de H; por ello se dice que la molécula de agua es dipolar.

El carácter dipolar de una molécula de H₂O favorece la interacción entre las moléculas de agua, de forma que la zona de carga negativa es atraída por la carga positiva de otra, estableciéndose puentes de hidrógeno. Esto convierte al agua en una sustancia cohesiva, ya que cada molécula de H₂O puede establecer hasta cuatro puentes de hidrógeno con otras moléculas. Los enlaces de hidrógeno son más débiles que los iónicos y los covalentes, pero tienen la característica de que se rompen y se forman continuamente debido a la polaridad y los puentes de hidrógeno.

Propiedades del agua

El H₂O tiene una serie de propiedades fundamentales:

• Gran poder disolvente: Gracias a esta propiedad, gran cantidad de sustancias son transportadas por el organismo.
• Alta reactividad química: Proporciona el medio y, por un lado, los iones H⁺ y OH^- necesarios para las reacciones de hidrólisis.
• Alto calor específico: Absorbe gran cantidad de calor sin sufrir un cambio importante de la temperatura, por lo que actúa de amortiguador térmico en los seres vivos.
• Vaporización: La evaporación del H₂O absorbe mucho calor, lo que permite a los seres vivos disminuir su temperatura.