Biología - Eldra Solomon, Linda Berg, Diana Martin - 9 Edición-comprimido-71

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Átomos y moléculas: la base química de la vida 37
Una gran parte de la masa de la mayoría de los organismos es agua. En 
los tejidos humanos el porcentaje de agua varía del 20% en los huesos al 
85% en las células cerebrales, aproximadamente el 70% de nuestro peso 
corporal total es agua. El 95% de una medusa y de ciertas plantas es sólo 
agua. También es la fuente, a través de la fotosíntesis, del oxígeno del 
aire que se respira, y sus átomos de hidrógeno se incorporan a muchos 
compuestos orgánicos. El agua es también el disolvente de la mayoría de 
las reacciones biológicas y un reactivo o un producto de muchas reac-
ciones químicas.
El agua no sólo es importante como un constituyente interno de los 
organismos, sino también como uno de los principales factores ambien-
tales que los afecta (FIGURA 2-12). Muchos organismos viven en el mar o 
en ríos, lagos de agua dulce, o charcos. Se considera que la combinación 
exclusiva de las propiedades físicas y químicas del agua es esencial para 
el origen de la vida, así como para la supervivencia y la evolución de los 
organismos en la Tierra.
Los enlaces de hidrógeno se forman 
entre moléculas de agua
Como ya se explicó, las moléculas de agua son polares, es decir, un ex-
tremo de cada molécula tiene una carga parcial positiva y el otro una 
carga parcial negativa (vea la fi gura 2-7). Las moléculas de agua tanto 
en el agua líquida como en el hielo están asociadas por enlaces de hi-
drógeno. El átomo de hidrógeno de una molécula de agua, con su carga 
parcial positiva, es atraído hacia el átomo de oxígeno de una molécula de 
agua vecina, con carga parcial negativa, formando un enlace de hidró-
geno. Un átomo de oxígeno en una molécula de agua tiene dos regiones 
de carga parcial negativa, y cada uno de los dos átomos de hidrógeno 
tiene una carga parcial positiva. Por lo tanto cada molécula de agua, 
puede formar enlaces de hidrógeno con un máximo de cuatro moléculas 
de agua vecinas (FIGURA 2-13).
a otra. La razón es que la transferencia de un electrón también implica 
la transferencia de energía de ese electrón. Esta transferencia de elec-
trones se conoce como una oxidación-reducción, o reacción redox. La 
oxidación y la reducción siempre se presentan juntas. La oxidación es 
un proceso químico en el que un átomo, ion o molécula pierde uno o más 
electrones. La reducción es un proceso químico en el cual un átomo, ion 
o molécula gana uno o más electrones. (El término se refi ere al hecho de 
que la ganancia de un electrón resulta en la reducción de cualquier carga 
positiva que pudiera estar presente).
La corrosión, resultado de la combinación de hierro (símbolo Fe) 
con oxígeno es una simple ilustración de los mecanismos de oxidación 
y reducción:
4 Fe + 3 O2 2 Fe 2O3
Óxido de hierro (III)
¡
En la corrosión, cada átomo de hierro se oxida, ya que pierde 3 electrones. 
4 Fe ¡ 4 Fe3+ + 12e−
El símbolo e– representa un electrón, el superíndice + en Fe3+ re-
presenta un défi cit de electrones. (Cuando un átomo pierde un electrón, 
adquiere 1 unidad de carga positiva debido al exceso de un protón. En 
nuestro ejemplo, cada átomo de hierro pierde 3 electrones y adquiere
3 unidades de carga positiva). Recuerde que el átomo de oxígeno es muy 
electronegativo, capaz de remover electrones de otros átomos. En esta 
reacción, el oxígeno se reduce al aceptar electrones del hierro.
3 O2 + 12e− ¡ 6 O2−
Las reacciones redox son simultáneas, porque una sustancia debe 
aceptar los electrones que pierde la otra. En una reacción redox, un com-
ponente, el agente oxidante, acepta 1 o más electrones y se reduce. Se 
conocen otros agentes oxidantes distintos del oxígeno, pero el oxígeno 
es tan común que dio el nombre al proceso. Otro componente de la reac-
ción, el agente reductor, cede 1 o más electrones y se oxida. En nuestro 
ejemplo, hubo una transferencia completa de electrones de hierro (el 
agente reductor) al oxígeno (el agente oxidante). De manera similar, en 
la fi gura 2-9 se muestra cómo se transfi ere un electrón del sodio (agente 
reductor) al cloro (agente oxidante).
Los electrones no se separan fácilmente de los compuestos covalen-
tes a menos que se elimine un átomo entero. En las células, la oxidación 
implica con frecuencia la eliminación de un átomo de hidrógeno (un 
electrón más un protón que se “van de paseo”) de un compuesto cova-
lente; y la reducción con frecuencia implica la adición del equivalente de 
un átomo de hidrógeno (vea el capítulo 7).
Repaso
 ■ ¿Por qué la oxidación y la reducción deben ocurrir simultáneamente?
 ■ ¿Por qué son importantes las reacciones redox en algunas 
transferencias de energía?
2.5 AGUA
OBJETIVO DE APRENDIZAJE
9 Explicar cómo contribuyen los enlaces de hidrógeno entre las moléculas 
de agua adyacentes, en sus propiedades.
(a) Comúnmente conocida 
como “osos de agua”, los 
tardígrados, como estos 
miembros del género 
Echiniscus, son animales 
pequeños (menores de 
1.2 mm de largo) que 
normalmente viven en 
hábitats húmedos, tales 
como las delgadas capas 
de agua que cubren los 
musgos.100 μm 
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(b) Cuando son sometidos a desecación 
(secado), los tardígrados adoptan una 
forma de barril conocida como tonel; 
permanecen en este estado, inmóviles 
pero vivos, hasta por periodos de 
100 años. Cuando se rehidratan, 
recuperan su aspecto y sus actividades 
normales.
10 μm 
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FIGURA 2-12 Efectos del agua sobre un organismo
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	Parte 1 La organización de la vida
	2 Átomos y moléculas: la base química de la vida
	2.4 Reacciones redox
	Repaso
	2.5 Agua
	Los enlaces de hidrógeno se forman entre moléculas de agua