Ejercicio resuelto de Agua · Biología · Islas Baleares · 2023

El acceso al agua es un derecho humano reconocido por el Informe mundial de las Naciones Unidas sobre el desarrollo de los recursos hídricos (2019).

a) ¿Cuáles son las principales funciones del agua en los seres vivos?

b) ¿Qué sucede cuando una célula animal se sumerge en una disolución hipotónica respecto de su citoplasma?

c) ¿Qué entendemos por una disolución isotónica?

d) ¿Qué quiere decir que una sustancia es hidrófila?

e) ¿Qué es la plasmólisis celular?

$\textbf{1. El agua (2 puntos)}$

$\textbf{a) ¿Cuáles son las principales funciones del agua en los seres vivos?}$

Todas las funciones del agua derivan de una misma causa: es una molécula polar, con un ángulo de enlace de unos $104{,}5^{\circ}$ y una distribución asimétrica de la carga, que forma puentes de hidrógeno con sus vecinas.

Función disolvente. Es el disolvente universal: su polaridad le permite rodear a los iones y a las moléculas polares y separarlos, formando disoluciones verdaderas. Por eso es el medio en el que se encuentran disueltas casi todas las sustancias del organismo.

Función bioquímica o metabólica. Es el medio en el que ocurren prácticamente todas las reacciones del metabolismo, y participa además como reactivo en muchas de ellas: en la hidrólisis, en la fotosíntesis, donde su fotólisis aporta los electrones y libera el oxígeno, y como producto de la respiración celular.

Función de transporte. Al ser el disolvente y tener elevada cohesión y adhesión, permite la capilaridad y transporta las sustancias por la sangre y la linfa en los animales y por la savia en los vegetales, y sirve también para eliminar los desechos con la orina y el sudor.

Función termorreguladora. Su elevado calor específico hace que absorba o ceda mucho calor sin apenas cambiar de temperatura, lo que amortigua las variaciones térmicas del organismo; y su elevado calor de vaporización permite refrigerarlo por sudoración o por transpiración, ya que evaporar poca agua retira mucho calor.

Función estructural y mecánica. La elevada cohesión hace que el agua sea prácticamente incompresible, lo que le permite dar volumen y forma a las células, mantener la turgencia de los tejidos vegetales, actuar de esqueleto hidrostático en muchos invertebrados y amortiguar rozamientos como lubricante en el líquido sinovial.

$\textbf{b) ¿Qué sucede cuando una célula animal se sumerge en una disolución hipotónica respecto de su citoplasma?}$

La disolución hipotónica tiene menor concentración de solutos que el citoplasma, de modo que el agua entra en la célula por ósmosis, atravesando la membrana desde donde está más diluida hacia donde está más concentrada la disolución.

Como consecuencia la célula se hincha y aumenta de volumen. Al carecer de pared celular, nada limita esa expansión: si el medio es muy hipotónico la membrana acaba por romperse y la célula estalla. Ese fenómeno es la lisis celular, y cuando ocurre en los glóbulos rojos recibe el nombre de hemólisis.

$\textbf{c) ¿Qué entendemos por una disolución isotónica?}$

Es aquella cuya concentración de solutos, y por tanto cuya presión osmótica, es igual a la del medio interno de la célula. Al no existir diferencia de concentración, no hay flujo neto de agua a través de la membrana: entra tanta como sale y el volumen celular no varía.

Es el medio en el que las células se conservan intactas, y por eso la disolución salina fisiológica, con un $0{,}9\$ por ciento de cloruro de sodio, se emplea en medicina para el suero y para lavar heridas.

$\textbf{d) ¿Qué quiere decir que una sustancia es hidrófila?}$

Quiere decir que tiene afinidad por el agua, es decir, que se disuelve en ella o al menos interacciona favorablemente con sus moléculas.

Son hidrófilas las sustancias iónicas y las moléculas polares, porque pueden establecer con el agua interacciones electrostáticas o puentes de hidrógeno que compensan las que el agua tiene entre sus propias moléculas: las sales, los monosacáridos, los aminoácidos o el grupo fosfato. Lo contrario es hidrófobo, propio de las moléculas apolares, como las cadenas hidrocarbonadas de los lípidos, que no pueden formar esas interacciones y se agrupan entre sí para minimizar el contacto con el agua.

Cuando una misma molécula tiene una zona hidrófila y otra hidrófoba se llama anfipática, como los fosfolípidos, y es esa doble naturaleza la que explica la formación espontánea de las membranas.

$\textbf{e) ¿Qué es la plasmólisis celular?}$

Es lo que le ocurre a una célula vegetal cuando se sumerge en un medio hipertónico. El agua sale de la célula por ósmosis, la vacuola se vacía y pierde volumen y el protoplasto, es decir, el conjunto de la membrana plasmática y el citoplasma, se retrae y se separa de la pared celular, que por ser rígida mantiene su forma y posición.

La célula pierde entonces la turgencia, y de ahí que la planta se marchite. Si el proceso no ha llegado demasiado lejos es reversible: devolviendo la célula a un medio hipotónico el agua vuelve a entrar y el protoplasto se pega de nuevo a la pared, en lo que se llama desplasmólisis.