actividades ampliación biomoléculas inorgánicas (1ºbachillerato)

8/20/2019 Actividades Ampliación Biomoléculas Inorgánicas (1ºBachillerato)

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Las diatomeas son algas unicelulares que constituyen el principal componente del fito-

plancton. El número de especies de diatomeas conocidas se encuentra entre 10 000 y12 000 y se estima que son responsables del 40 % de la producción marina total de car-

bono.

La particularidad de estos organismos estriba en la importancia que tiene el silicio para

ellas. En su caso el silicio no es solo un oligoelemento —tal y como ocurre en el cuerpo

humano— sino un elemento estructural sin el que no pueden sobrevivir, pues su cuerpo

celular está encerrado entre paredes de óxido de silicio o sílice (SiO2).

Estos organismos necesitan el silicio para la generación de una estructura denominada

frústula. La frústula constituye una especie de «exoesqueleto» de forma geométrica, que

protege a las células —en su interior podemos encontrar el citoplasma— y que está for-

mada por una matriz orgánica fuertemente incrustada de sílice hidratada. Se ha demos-

trado, además, que su robustez depende en gran medida del silicio disponible en elmedio acuático.

Diversos estudios han abordado el conjunto de los procesos de silicificación que se dan

en el interior de estos organismos para la creación de las frústulas. Se ha comprobado

que la concentración intracelular de ácido silícico se regula mediante su condensación y

polimerización, en un proceso dependiente del pH. La diatomea transporta esta sustan-

cia, que toma del exterior, a través del citoplasma y la acumula en vesículas especializa-

das en la polimerización, formadas por polipéptidos catiónicos. Una vez que el silicio es

polimerizado, es transportado al exterior de la célula para recubrirla.

Aunque existen muchas especies de diatomeas que pueden seguir multiplicándose en

medios con muy poco silicio, en el caso de que la concentración de este elemento sea

baja, sus membranas resultan blandas y deformables. Otras, sin embargo, no pueden

sobrevivir por debajo de ciertos umbrales. Por ejemplo, el crecimiento de Melosira italicase ralentiza por debajo de 0,4 mg Si/L, y el de Asterionella tabellaria, de membranas algo

más delicadas, a concentraciones de 0,25 mg Si/L. De ahí que en el mar las mayores con-

centraciones de diatomeas aparezcan asociadas a aguas de afloramientos, ricas en sílice.

Las diatomeas se reproducen por división y a menudo las nuevas células quedan conec-

tadas a las viejas formando colonias. Cuando el alga muere, la frústula se deposita en el

fondo acuático y, debido a su composición, puede fosilizar con facilidad. De ahí que gran

parte de los restos fósiles de microorganismos prehistóricos correspondan a las diatomeas

y que incluso exista un tipo de roca sedimentaria —la diatomita— formada gracias a la

agregación de los restos de estos organismos.

¿Existen elementos químicos exclusivos de los seres vivos?

¿Por qué es importante el silicio para las diatomeas?

Enumera las etapas del proceso de silicificación en el interior de las diatomeas.3

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1

B i o e l e m e n t o s .

B i om ol é c ul a s i n or g á n

i c a s

1 .1 . C l a s i f i c a c i ó n d e

l o s b i o el em en t o s

DOCUMENTOS

1. Diatomeas: seres de silicio

1

U N I D A D

AGUIRRE, César, CHAVEZ, Tztzqui, GARCIA, Pedro y otros

«El silicio en los organismos vivos» en INCI, agosto de 2007, vol. 32, n.º 8, págs. 504-509.

MANN, D.G.

«The species concept in diatoms» en Phycologia, noviembre de 1999, n.º 38, págs. 437-495.

ROUND, F. E. y CRAWFORD, R. M.

The Diatoms. Biology and Morphology of the Genera. Cambridge: Cambridge University Press, 1990.

REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS



El agua aumenta de densidad cuando la temperatura baja hasta alcanzar los 4 °C, punto de

densidad máxima. El agua más fría o más caliente de 4 °C es menos densa y por lo tanto flota por encima del agua de 4 °C.

Así pues, los lagos en climas templados tienen el agua estratificada en verano y en invierno, y

se mezcla verticalmente en primavera y otoño. La estratificación de verano e invierno hace

posible que los organismos acuáticos puedan evitar temperaturas extremas desfavorables,

mientras que la mezcla de agua en primavera y otoño, proporciona nutrientes y oxígeno a

todos los niveles del lago.

En verano, la capa superior del agua, llamada epilimnion, se calienta por el sol y por el con-

tacto directo con el aire circundante. Es por ello que se calienta más que las capas inferiores.

Ya que al calentarse el agua se hace menos densa, esta permanece en superficie. Solamente

el agua del epilimnion tiene circulación. En la capa intermedia hay un descenso brusco de

la temperatura, la termoclina. Puesto que el agua en esa región es progresivamente másfría y más densa, no se mezcla con el agua más ligera de la superficie. El agua de esta capa

intermedia está estratificada y corta toda circulación vertical de la capa bien oxigenada de

la superficie con la tercera capa, más profunda, del hipolimnion. Resultado del estancamiento

del hipolimnion en verano, los organismos del hipolimnion consumen todo el oxígeno

disponible.

En otoño, la temperatura del agua de superficie desciende a valores del hipolimnion. Al

hacerse más densa, el agua se hunde y las capas más calientes de la zona intermedia afloran

a la superficie, produciéndose la mezcla de otoño. Con la ayuda de los vientos otoñales, el

agua circula en toda la columna vertical del lago. El oxígeno se restituye en el agua profunda

y los nutrientes, que se han liberado por la actividad de las bacterias descomponedoras del

fondo, son transportados hacia capas superiores del lago.

A medida que entra el invierno, la superficie del lago se enfría por debajo de los 4 °C. Estaagua permanece en superficie y muchas veces se hiela. El resultado es una estratificación

invernal.

En primavera, cuando los hielos se funden y el agua de superficie se calienta a 4 °C, el agua de

superficie se hunde en el fondo propiciando la mezcla de primavera. Con la ayuda de los

vientos, se produce la mezcla vertical de todo el lago.

Helena CURTIS y Sue BARNES N.

Invitación a la Biología

Médica Panamericana

¿Por qué en los lagos de los climas templados se produce la mezcla vertical del agua en primavera?¿Qué propiedad del agua permite que los organismos acuáticos de los lagos de las zonas templadas

puedan evitar las condiciones desfavorables durante las estaciones extremas?

2

1



i c a s

2 .1 .E l a g u a

DOCUMENTOS

2. Las cuatro estaciones de un lago

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U N I D A D



El esqueleto está formado por tejido óseo que se diferencia de cualquier otro tejido del

organismo por su solidez y ligereza. Es imprescindible que sea sólido ya que es el soporte demúsculos y tejidos blandos, y el sistema de protección para los órganos internos. Y, como

cualquier tejido, está compuesto por un entramado de células conectadas entre sí. Pero lo

que caracteriza realmente al tejido óseo y le permite ejercer su función de sostén del cuerpo

humano son los precipitados de sales minerales.

En forma iónica, los minerales están presentes en todas las células y son imprescindibles para

su correcto funcionamiento. Pero solo se encuentran en forma precipitada en el tejido óseo.

Las sales minerales más abundantes en los huesos y dientes son el fosfato de calcio (hidroxia-

patito) y el carbonato cálcico.

Para la formación de hueso, las células óseas sufren varias transformaciones. Todo empieza

con las células osteoprogenitoras. Su función es dividirse y dar lugar a unas células nuevas

denominadas osteoblastos. Los osteoblastos se encargan a su vez de segregar los materialesde la matriz ósea, entre ellos los minerales. Una vez que la matriz está formada, los osteoblas-

tos se quedan encerrados en ella y se convierten en osteocitos, células que forman la mayor

parte del tejido óseo. Se podría decir que estos tres tipos celulares forman el sistema de cons-

trucción del hueso.

La matriz formada por sales minerales, agua y proteínas que rodea estas células no es

compacta. Es necesario que sea porosa para permitir la llegada de nutrientes hasta las

células óseas a través de los capilares sanguíneos. Además, si el tejido óseo fuera una masa

compacta, difícilmente sería ligero, con lo que una de las funciones básicas del esqueleto, el

movimiento, quedaría seriamente dificultada.

Pero los huesos no solo proporcionan soporte y movimiento al cuerpo sino que también

tienen otras funciones. Tal vez la menos conocida sea la de servir de almacén de sales mine-

rales. Las formas iónicas de las sales minerales realizan diversas tareas en el cuerpo, como lacontracción muscular, el mantenimiento del equilibrio electrolítico, la transmisión de las

señales nerviosas, etc., por lo que el cuerpo se pone en alerta cuando disminuye su concen-

tración. Cuando eso ocurre, el tejido óseo responde destruyendo la matriz ósea y liberando

así los minerales necesarios. Las células responsables de disolver la matriz se denominan

osteoclastos, se encuentran adheridas a la matriz ósea y solo se ponen en marcha si reciben

señales de escasez de iones. Y por dramático que parezca este sistema, es una forma muy

eficiente de mantener las concentraciones adecuadas de estos iones.

Alan STEVEN y James LOWE

Histología Humana

Elsevier España, 2006

¿Cuál es la composición mineral exacta de la matriz ósea?

¿Qué hace que el hueso sea el principal almacén de sales minerales?

Según el texto las células que forman el hueso, los osteocitos, están atrapados en la matriz ósea.

¿Cómo se organiza la matriz ósea para que estas células sean viables?

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1



i c a s

2 .2 .L a s s al e s mi n er

al e s

DOCUMENTOS

3. La dureza de los huesos

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U N I D A D

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