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BIOLOGÍA 2º BACHILLERATO 
M. Ángeles Morales López 
 
Bioelementos y Biomoléculas
 
 
 
BIOELEMENTOS Y BIOMOLÉCULAS
 
“La base química de la VIDA”
 
 
 
 
 
Bioelementos y Biomoléculas 
TEMA 1 y 2 
 
BIOELEMENTOS Y BIOMOLÉCULAS
“La base química de la VIDA”
 
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BIOELEMENTOS Y BIOMOLÉCULAS 
“La base química de la VIDA” 
BIOLOGÍA 2º BACHILLERATO 
M. Ángeles Morales López 
 
Bioelementos y Biomoléculas 
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Introducción.- 
De los elementos químicos encontrados en la corteza, se seleccionaron un 
grupo, considerados los más adecuados para formar parte de la materia viva. 
Esos elementos químicos se conocen como BIOELEMENTOS. 
Estos bioelementos, también llamado “biogénicos”, formarán los PRINCIPIOS 
INMEDIATOS o BIOMOLÉCULAS, inorgánicas y orgánicas. 
¿Por qué estos elementos químicos y no otros? Por el tamaño de sus átomos, 
su facilidad para formar enlaces para completar sus orbitales, y en el caso del 
“Carbono” formar grupos funcionales: aldehído, cetona, carboxilo, amino,… 
 
BIOELEMENTOS.- 
Los BIOELEMENTOS forman parte de la materia viva en distintos porcentajes. 
En función de estos porcentajes, se clasifican en : 
 Primarios. Mayoritarios, suponen entre el 96% y el 99% de la materia 
viva. Incluye a: C, H, O, N, P y S. 
Su facilidad para formar enlaces covalentes, y dar estabilidad a la 
molécula les convierte en elementos ideales. El Carbono es 
especialmente destacable ya que forma esqueletos lineales, uniendo 
átomos de carbono ( C-C-C-C…) y estructuras cíclicas o anillos; además 
puede adoptar distintas configuraciones espaciales (isómeros). 
 
 
 
 
 
 
 
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Bioelementos y Biomoléculas 
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 Secundarios. Indispensables. Suponen entre casí el 4% y el 1%. Su 
porcentaje es variable en la materia viva. Incluye aniones (carga - ) y 
cationes (carga +). Implicados en procesos fisiológicos, metabólicos, 
cofactores, etc… 
 
 
 
 Oligoelementos. Suponen aproximadamente el 0,1% de la materia viva. 
También llamados elementos “traza”, por su escasa presencia, lo que 
no excluye su importancia “esencial”. El déficit o carencia de estos 
oligoelementos puede suponer, en función del tipo de organismo, la 
diferencia entre la vida y la muerte. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
EJERCICIO 
1.- ¿ Qué bioelemento/ bioelementos de los representados en el 
dibujo, no son “oligoelementos”? ¿En qué grupo los clasificarías? 
¿Conoces algún oligoelemento más que no esté representado en el 
dibujo? 
2.- Nombra algún papel específico/ función de 2 ó 3 bioelementos 
secundarios u oligo.elementos. 
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Bioelementos y Biomoléculas 
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BIOMOLÉCULAS o PRINCIPIOS INMEDIATOS. 
Se clasifican en dos grupos: INORGÁNICAS y ORGÁNICAS. Las primeras están 
presentes en la materia viva y fuera de ella; mientras que las segundas son 
exclusivas de la materia viva. 
 INORGÁNICAS. Son biomoléculas sencillas pero de gran importancia 
biológica. Incluye el AGUA y las SALES MINERALES. 
 
A) Agua. Sustancia vital ya que en ella surge la VIDA. Según la 
especie, edad o tejido, puede suponer entre el 65% al 90% de un 
organismo. Presenta una serie de propiedades físico-químicas que la 
hacen peculiar. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
La molécula de AGUA se forma por la unión “covalente” del oxígeno 
con el hidrógeno. Debido a la diferencia en el tamaño de los 
átomos, el oxígeno atrae hacía él los electrones que comparten y 
queda parcialmente cargado “negativamente”, mientras que el 
hidrógeno queda parcialmente cargado “positivamente”; como 
consecuencia se forma un dipolo, convirtiendo al agua en un 
excelente DISOLVENTE BIOLÓGICO, lo que se traduce en un medio 
ideal de transporte de sustancias y de reacciones químicas 
biológicas. 
Además cada molécula es capaz de formar “puentes de hidrógeno” 
con otras moléculas de agua. 
 
 
 
 
 
 
 
 
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Bioelementos y Biomoléculas
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
De esta facilidad para formar puentes de H se derivan las siguientes 
propiedades: 
cabo un papel termorregulador, evitando que las temperaturas 
fluctúen hacia extremos, lo que dificultaría la vida a muchos 
organismos); 
agua están muy unidas, cohesionadas, lo que favorec
“capilaridad”-
traduce esa cohesión en un 
esqueleto hidrostático y favorece turgencia celular); 
CALOR DE VAPORIZACIÓN 
“refrigerante”); 
transportar sustancias disueltas
mecánica que evita roces de articulaciones
del hielo que la del agua, actúa co
evitando que se congele el agua que está bajo la superficie helado, 
favoreciendo la vida)
 
Nota: Algunas
de más de una propiedad físico
 
El agua está parcialm
biológico entorno a 
concentración de H
concentración de H
oxígeno). 
 
 
 
 
 
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AGUA 
De esta facilidad para formar puentes de H se derivan las siguientes 
propiedades: ELEVADO CALOR ESPECÍFICO ( le permite llevar a 
cabo un papel termorregulador, evitando que las temperaturas 
fluctúen hacia extremos, lo que dificultaría la vida a muchos 
organismos); ELEVADA TENSIÓN SUPERFICIAL (las moléculas de 
agua están muy unidas, cohesionadas, lo que favorec
- ascenso de líquidos por conductos, como la savia); se 
traduce esa cohesión en un LIQUIDO INCOMPRESIBLE
esqueleto hidrostático y favorece turgencia celular); 
CALOR DE VAPORIZACIÓN (se traduce en que funcione como buen 
“refrigerante”); LÍQUIDO A TEMPERATURA AMBIENTE
transportar sustancias disueltas y buen “lubricante”=acción 
mecánica que evita roces de articulaciones) y DENSIDAD
del hielo que la del agua, actúa como amortiguador en aguas frías 
evitando que se congele el agua que está bajo la superficie helado, 
favoreciendo la vida) 
Algunas propiedades biológicas se repiten porque derivan 
más de una propiedad físico-química del agua. 
El agua está parcialmente “ionizada”, ello se traduce en un pH 
biológico entorno a 7. Por debajo de 7 el pH=ácido, aumenta 
concentración de H+; por encima de 7 el pH= básico, menos 
concentración de H+ (aumenta la concentración de OH
5 
De esta facilidad para formar puentes de H se derivan las siguientes 
( le permite llevar a 
cabo un papel termorregulador, evitando que las temperaturas 
fluctúen hacia extremos, lo que dificultaría la vida a muchos 
las moléculas de 
agua están muy unidas, cohesionadas, lo que favorece 
ascenso de líquidos por conductos, como la savia); se 
LIQUIDO INCOMPRESIBLE ( buen 
esqueleto hidrostático y favorece turgencia celular); ELEVADO 
(se traduce en que funcione como buen 
LÍQUIDO A TEMPERATURA AMBIENTE (permite 
y buen “lubricante”=acción 
DENSIDAD (mayor la 
mo amortiguador en aguas frías 
evitando que se congele el agua que está bajo la superficie helado, 
en porque derivan 
ente “ionizada”, ello se traduce en un pH 
Por debajo de 7 el pH=ácido, aumenta 
; por encima de 7 el pH= básico, menos 
(aumenta la concentración de OH-, más 
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B) SALES MINERALES. Son sustancias inorgánicas que se pueden 
localizar en la materia viva, disueltas o precipitadas. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Las sales “precipitadas” se encuentran formando estructuras sólidas 
como esqueletos, conchas, espículas. 
Las sales “disueltas” realizan funciones: 
.- fisiológicas: transporte de oxígeno, impulso nervioso, contracción 
muscular, etc… 
.- reguladoras de pH (soluciones tampón “buffer”). Controlan la 
acidez y basicidad de los medios biológicos. Existen dos tampones 
importantes: FOSFATO (intracelular, regula pH dentro de la célula) 
y CARBONATO (extracelular, regula pH fuera de la célula) 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
.- mantenimiento de la salinidad del medio, ÓSMOSIS. La ósmosis es 
un proceso en el que se intercambia agua a través de unamembrana 
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semipermeable, con el fin de regular la salinidad del medio, es 
decir, la concentración de solutos. 
Casos: MEDIO HIPERTÓNICO (si el medio externo de la célula es 
hipertónico, significa que tiene mayor concentración de solutos que 
la célula, por tanto la célula dejará salir agua); MEDIO ISOTÓNICO ( 
en este caso el medio interno y el medio interno de la célula 
intercambian agua, sin tratar de compensar concentraciones; existe 
la misma presión osmótica a ambos lados); MEDIO HIPOTÓNICO (el 
medio externo tiene menor concentración de solutos que el medio 
celular, por tanto, el agua pasará desde el medio externo al medio 
interno hasta igualar concentraciones= presiones osmóticas) 
Situaciones extremas de hipertonicidad o hipotonicidad, llevarán a 
la muerte celular por plasmólisis o turgencia, respectivamente. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 ORGÁNICAS. Se trata de aquellas biomoléculas que forman parte de 
la materia viva. Constituye un grupo variado, formado por: GLÚCIDOS, 
LÍPIDOS, PROTEÍNAS y ÁCIDOS NUCLEICOS. 
 
A) GLÚCIDOS. Constituye un grupo de biomoléculas formadas por 
CARBONO, HIDRÓGENO y OXÍGENO. También llamados hidratos de 
carbono, de forma inapropiada, responden a la siguiente fórmula 
general: 
 Cn H2n On 
 
Se clasifican en MONOSACÁRIDOS y ÓSIDOS (Oligosacáridos y 
Polisacáridos). 
Monosacáridos. Son glúcidos sencillos, cristalizables, dulces, 
solubles en agua, y con poder reductor. 
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Están formados por un esqueleto de carbono, de número variado de 
carbonos: triosas (3C), tetrosas (4C), pentosas (5C), hexosas (6C), 
etc… hasta 8C. 
Pueden presentar dos grupos funcionales distintos: aldehído 
(aldosas) o cetona (cetosas)
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Según el número de átomos de C, hablaremos de : aldotriosas (3C) o 
aldopentosas (5C); o bien, si son cetonas, cetotetrosas (4C) o 
cetohexosas (6C).
 
Los monosacáridos se encuentran en disolución en medios biológicos, y 
al presentar carbonos
distintos) presentan distintas disposiciones espaciales de sus grupos 
funcionales, dando 
el grupo –OH más alejado del grupo funcional se encuentra a la 
derecha tendremo
izquierda, en la cadena lineal, tendremos una 
Esta asimetría hace que las moléculas tengan actividad óptica, y sean 
capaces de desviar la luz polarizada hacia la derecha (dextrógira), o 
hacia la izquierda (levógira)
 
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Están formados por un esqueleto de carbono, de número variado de 
carbonos: triosas (3C), tetrosas (4C), pentosas (5C), hexosas (6C), 
etc… hasta 8C. 
Pueden presentar dos grupos funcionales distintos: aldehído 
(aldosas) o cetona (cetosas) 
el número de átomos de C, hablaremos de : aldotriosas (3C) o 
aldopentosas (5C); o bien, si son cetonas, cetotetrosas (4C) o 
cetohexosas (6C). 
Los monosacáridos se encuentran en disolución en medios biológicos, y 
carbonos “asimétricos” ( C unido a 4 grupos funcionales 
distintos) presentan distintas disposiciones espaciales de sus grupos 
funcionales, dando lugar a estereoisómeros. Existen 2 formas D y L: si 
más alejado del grupo funcional se encuentra a la 
tendremos una forma D; si el grupo –OH se encuentra a la 
, en la cadena lineal, tendremos una forma L. 
Esta asimetría hace que las moléculas tengan actividad óptica, y sean 
capaces de desviar la luz polarizada hacia la derecha (dextrógira), o 
uierda (levógira) 
 
 
Cuando los estereoisómeros son imágnes 
especulares uno del otro, se llaman 
ENANTIÓMEROS. 
 
 
 
 
 
 
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Están formados por un esqueleto de carbono, de número variado de 
carbonos: triosas (3C), tetrosas (4C), pentosas (5C), hexosas (6C), 
Pueden presentar dos grupos funcionales distintos: aldehído 
el número de átomos de C, hablaremos de : aldotriosas (3C) o 
aldopentosas (5C); o bien, si son cetonas, cetotetrosas (4C) o 
Los monosacáridos se encuentran en disolución en medios biológicos, y 
” ( C unido a 4 grupos funcionales 
distintos) presentan distintas disposiciones espaciales de sus grupos 
. Existen 2 formas D y L: si 
más alejado del grupo funcional se encuentra a la 
OH se encuentra a la 
Esta asimetría hace que las moléculas tengan actividad óptica, y sean 
capaces de desviar la luz polarizada hacia la derecha (dextrógira), o 
Cuando los estereoisómeros son imágnes 
especulares uno del otro, se llaman 
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Cuando los estereoisómeros no son imágenes especulares se llaman 
EPIMEROS. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Ejercicio 
 
.- Observa la molécula que se te presenta a continuación, y descríbela 
con todos los conceptos que has aprendido en este tema, por ej: nº de 
carbonos, carbonos asimétricos, aldehído/cetona, etc… 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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TABLA DE MONOSACÁRIDOS. Estructura lineal 
 
 
 
 
CICLACIÓN. Los monosacáridos de más de 5 carbonos no suelen 
encontrarse en los medios biológicos formando cadenas lineales, sino 
que se “ciclan”, formando 2 tipos de anillos que tienen forman 
geométrica: furanos (forma de pentágono) o piranos (forma de 
hexágono) 
 
 
 
 
 
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¿Cómo se forman los anillos? El carbono que tiene el grupo funcional 
aldehído o cetona, se llama carbono carbonílico, no es un carbono 
asimétrico. Este carbono reacciona con el grupo –OH del último carbono 
asimétrico. Cuando esto ocurre el carbono carbonílico se vuelve 
asimétrico, y cambia su nombre, se convierte en un carbono 
anomérico. 
Los grupos –OH y H situados en la estructura lineal a la derecha, en la 
forma cíclica o proyección de Haworth quedan por debajo, y los que 
estaban a la izquierda se colocan hacía arriba. 
El grupo –OH del carbono anomérico puede quedar hacía abajo, 
entonces hablamos de una forma “alfa”, y si queda hacía arriba 
hablamos de una forma “beta”. Veamos ejemplos: aldosa y cetosa. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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Las formas cíclicas “piranosas” no son en el plano, sino 
tridimensionales por la disposición de los enlaces de carbono. Así las 
formas geométricas más reales serían en forma de “silla” o de “bote”. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
¿Cómo nombramos los “MONOSACÁRIDOS”? 
 
1.- Tipo de anómero: alfa o beta. 
2.- El tipo de enantiómero: D o L. 
3.- El nombre de la molécula: ribosa, fructosa,… 
4.- Su tipo de ciclación: furano o pirano 
 
En el caso de los ejemplos anteriores, se nombrarían de la siguiente 
manera: 
Alfa-D-glucopiranosa, en el caso de la GLUCOSA. 
Beta-D-fructofuranosa, en el caso de la FRUCTOSA. 
 
Ejercicio 
.- Utiliza las dos estructuras lineales que se presentan a continuación e 
intenta ciclarla, obteniendo las dos formas anoméricas y nombrándolas. 
 
 
 
 
 
 
 
 
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EL ENLACE “O-GLUCOSÍDICO” 
Entender este enlace es fundamental para comprender como se forman los 
ÓSIDOS: oligosacáridos y polisacáridos. 
Este enlace se produce por la interacción de grupos “hidroxilo” (-OH), 
formándose un puente de “oxígeno” y liberándose una molécula de H2O. Este 
enlace se denomina O-glucosídico. La unión de varios monosacáridos formará 
un polímero, por eso a esta unión también se la denomina POLIMERIZACIÓN. 
 O-glucosídico 
 
Para romper esta uniónse realiza la reacción inversa, una HIDRÓLISIS. Esta 
reacción rompería el puente de oxígeno, y se regenerarían los grupos hidroxilo 
iniciales. 
 
 
 
Ejercicio 
.- Utiliza la fórmula de la FRUCTOSA, y 
une dos unidades de la misma 
mediante enlace O-glucosídico. 
.- ¿Cómo nombrarías la FRUCTOSA 
representada? 
 
 
 
 
 
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Ósidos. Se trata de glúcidos formados por la unión de monosacáridos 
mediante enlaces O-glucosídico. 
Se clasifican en: oligosacáridos (formados de 2 a 9 unidades de 
monosacáridos) y polisacáridos (formados a partir de 10 unidades de 
monosacáridos) 
 
.- Disacáridos. Formados por la unión de 2 monosacáridos. Si la unión 
se produce entre los grupos –OH del carbono “carbonílico”, se dice que 
es un enlace “dicarbonílico”; si es entre el –OH de un carbono 
“carbonílico” y un –OH de un carbono “no carbonílico”, entonces el 
enlace en “monocarbonílico”. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
D
i
c 
 
Las principales PROPIEDADES de los disacáridos son: solubles en agua, 
cristalizables, sabor dulce. Sólo son “reductores” si tienen algún 
carbono “anomérico” libre. 
 
Ejercicio 
 
.- ¿Qué disacáridos tendrán poder REDUCTOR, los que presentan enlace 
“monocarbonílico” o los que presentan enlace “dicarbonílico”? 
Razónalo. 
 
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Los disacáridos se nombran utilizando el nombre del primer 
monosacárido acabado en “-osil”, entre paréntesis el enlace indicando 
los carbonos implicados, y a continuación el segundo monosacárido 
acabado en “-osa” u “-osido”. Observe como se nombra la LACTOSA. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Los DISACÁRIDOS de mayor interés biológico son: 
 
.- MALTOSA. Formada por la unión de 2 glucosas, mediante enlace 
“monocarbonílico” 1-4: las glucosas son formas “alfa-D” (puede 
aparecer también con una unidad alfa y otra beta de glucosa) 
 
Nómbrala: ____________________________________________________ 
Es un disacárido que se forma por la hidrólisis del almidón y del 
glucógeno (polisacáridos), y se localiza en cantidad en las semillas. 
 
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.- LACTOSA. Formada por la unión de una galactosa y una glucosa, 
mediante enlace “monocarbonílico” 1-4: las formas de los 
monosacáridos son “beta-D”. 
Se encuentra libre en la leche, o asociada a lípidos (formando 
glucolípidos) 
 
Nómbrala: ____________________________________________________ 
 
.- SACAROSA. Es un disacárido formado por la unión de una fructosa y 
una glucos, mediante enlace “dicarbonílico” 2-1: la fructosa está en 
forma “beta-D” y la glucosa en forma “alfa-D”. 
 
Nómbrala: ____________________________________________________ 
Se trata de un disacárido de consumo habitual, el azúcar, tanto de caña 
como de la remolacha. Se forma en las hojas, y la savia lo transporta a 
partes de la planta donde se consume. 
 
.- CELOBIOSA. Está formado por 2 glucosas en sus formas “beta-D”. Se 
unen mediante enlace “monocarbonílico” 1-4. Se forma a partir de la 
hidrólisis de la celulosa. 
 
 
.- Polisacáridos. Es la unión de muchos monosacáridos mediante enlace 
_______________ (completa). No son dulces, ni solubles en agua, y 
tienden a formar dispersiones coloidales (buscar información). Pueden 
tener funciones estructurales o de reserva. 
Se clasifican en : HOMOPOLISACÁRIDOS (se forman por la unión repetida 
de un mismo monosacárido) y HETEROPOLISACÁRIDOS (se forman por la 
unión de distintos monosacáridos) 
HOMOPOLISACÁRIDOS HETEROPOLISACÁRIDOS 
 
Reserva 
 
Estructural 
 
Estructural 
Glucógeno. Hongos y 
animales. Es un 
polímero de “alfa-D-
glucopiranosa”. En 
hígado y músculos. 
 
Quitina. En 
exoesqueleto de 
artrópodos y 
cutículas. 
Hemicelulosa. Formada por 
xilosa y arabinosa. Aparece en 
la matriz de las paredes 
celulares vegetales. 
Almidón. En vegetales. 
Formado por polímero 
de “alfa-D-glucosa”, 
ramificada. En 
leucoplastos celulares 
 
Celulosa. En paredes 
celulares vegetales. 
Polímero de “beta-D-
glucopiranosa” 
Mucopolisacáridos. Ácido 
hialurónico (en tejido conectivo 
y líquido sinovial en 
articulaciones); Heparina 
(anticoagulante)