Apuntes biología 1 bachillerato

1. BIOLOGIA
1 BASE FÍSICO QUÍMICA DE LA VIDA
1.1 BIOELEMENTS O ELEMENTS BIOGÉNICS
Són els elements que formen part dels sers vius. Els podem classificar en:
Bioelements primaris
Són els majoritaris C, H, O, N, S, P. Representen al voltant del 96% del total, per la
qual cosa constitueixen la pràctica totalitat de les molècules biològiques. Aquests són
els elements idonis per a formar els edificis moleculars dels sers vius i tenen en comú
les característiques següents:
1. Trobar-se en les capes més externes de la Terra (litosfera, atmosfera i hidrosfera).
2. La majoria dels compostos químics formats per aquests elements presenten
polaritat, així es dissolen en l'aigua, la qual cosa facilita la seva incorporació o la seva
eliminació.
3. El C i el N presenten la mateixa afinitat per a unir-se tant a l'Oxigen com a
l'hidrogen, és a dir passen amb la mateixa facilitat de l'estat oxidat (CO2, HNO3) al
reduït (CH4, NH3). Això és de gran importància en els processos d'oxidació reducció
que són la base de moltes reaccions químiques.
4. L’H per tenir un electró a l’última capa i el C, O i N (per tenir de 4 a 6 electrons en la
seva última capa) presenten variabilitat de valències i per això formen amb facilitat
enllaços covalents.

2. Al seu torn són els elements més petits (tenen pesos atòmics baixos) capaços de
formar enllaços covalents estables. Els enllaços covalents es produeixen quan dos
àtoms comparteixen un o més parells d’electrons, si tenim en compte que l'estabilitat
d'un enllaç covalent està en relació inversa amb la grandària de l'àtom, aquestes
molècules són idònies per crear aquests enllaços. Això és el que permet als àtoms de
carboni establir amb facilitat enllaços covalents senzills, dobles o triples entre ells o
amb els de hidrogen, oxigen, nitrogen, sofre, etc., donant lloc a quantitat de grups
funcionals que poden reaccionar entre si i originar noves molècules orgàniques amb
diversos grups funcionals. Tot això resulta útil per a les contínues transformacions que
té la matèria dels sers vius en el seu metabolisme.

3. D'altra banda, els enllaços carboni-carboni són estables i formen llargues i variades
cadenes carbonatades:
. Cadenes lineals amb tot tipus d'enllaços
. Cadenes ramificades
. Cadenes cícliques, quan els extrems de la cadena apareixen units entre si donant
origen a estructures cícliques o anells.
A més, l'estructura tetraèdrica dels compostos de carboni proporciona a les molècules
una configuració tridimensional de la que deriven les seves múltiples funcions.
Per aquesta causa quan a un àtom de carboni satura les seves valències amb radicals
diferents es diu que és un carboni asimètric, i aquells compostos que els posseeixin
presentaran estereoisomería, això és que poden presentar una mateixa forma
estructural però diferent disposició espacial dels àtoms units als carbonis asimètrics.
Per tant les molècules orgàniques poden presentar-se en dos configuracions, que són
entre si imatges especulares i que es designen, per conveni, com a sèrie D si desvien
la llum polaritzada a la dreta i sèrie L se la desvien a l’esquerra. En la naturalesa la
majoria dels glúcids són de la sèrie D i els aminoàcids de la sèrie L
Bioelements secundaris:
Són ions com K+, Ca2+, Na+ Mg2+, Cl. En medi aquós es troben sempre ionitzats.
Encara que es troben en menor proporció que els primaris, són imprescindibles per als
sers vius.

4. Oligoelements
Es troben en quantitats inferiors a 0,1%. Són imprescindibles per a La vida encara que
no tots els sers vius tenen els mateixos. Com a oligoelements més universals podem
citar, Fe, Cu, Zn, I, Ni, CO, Mn

5. 1.2 BIOMOLÉCULAS
El normal és que els bioelements no es troben lliures sinó que s’uneixen entre si per
mitjà d'enllaços donant lloc a molècules inorgàniques com l’aigua i a les sals minerals,
o a molècules orgàniques com glúcids, lípids, proteïnes i àcids nucleics. La unió
d’aquest elements es realitza per enllaços, forces d'atracció que mantenen units als
àtoms. En el cas de les biomolècules poden ser forts (covalents) i dèbils. (no
covalents).
Els àtoms de les molècules biològiques solen estar units per enllaços covalents (quan
es comparteixen electrons entre els àtoms) constituint els monòmers (glucosa,
aminoàcids etc.). Aquests monòmers, al seu torn, s'uneixen per mitjà d'enllaços també
covalents formant els polímers. Els polímers són molècules complexes formades per
la unió de molts monòmers (midó, proteïnes, etc.). No obstant, el plegament de les
macromolècules, la unió dels substrats als enzims, les unions antígen-anticòs, etc., és
a dir totes les interaccions moleculars en els sistemes biològics, suposen la funció
Integrada de: enllaços electrostàtics, ponts d’hidrogen, forces de Van Der Waals i
interaccions hidrofòbiques, que són enllaços no covalents. Amb aquests enllaços
químics dèbils les molècules orgàniques poden interaccionar amb altres molècules,
encara que aquestes forces no covalents siguin d'abast reduït. Els enllaços químics
dèbils tenen una força 20 vegades inferior a el d'un enllaç covalent.

6. 1.3 GRUPS FUNCIONALS

7. 2. L'AIGUA
L’aigua ocupa en el nostre planeta el 75% de la superfície i és una substància
essencial per les cèl·lules. L'aigua constitueix el 70% aproximadament en pes de les
cèl·lules. La quantitat d'aigua depèn de les espècies: les aquàtiques posseeixen un
major percentatge que les terrestres, per exemple, en les meduses un 95%. En els
humans depèn de l'edat, en els individus joves hi ha major quantitat que en els adults, i
també de l'òrgan i del teixit, a major activitat metabòlica major proporció d'aigua
(l’escorça cerebral 90% i el teixit adipós 10-20%).
En els sers vius localitzem l'aigua compartimentada en dos formes: Aigua
intracel·lular: 2/3 del total d'aigua present Aigua extracel·lular: 1/3 del total,
constituïda per l'aigua intersticial (en els teixits entre les cèl·lules) i l’aigua circulant
(sang, limfa, saba, etc.). En els sers unicel·lulars serà el seu medi ambient. La vida en
aquest planeta va començar en el mar i les condicions que regnaven en aquell ambient
primitiu van imprimir un segell permanent en la química de la matèria viva. Tots els
organismes han estat dissenyats al voltant de les propietats característiques de l'aigua,
com ara el seu caràcter polar, els seus enllaços d’hidrogen, el seu elevat punt de fusió,
ebullició, calor específic i la seva elevada tensió superficial.
2.1 ESTRUCTURA QUÍMICA DE LA MOLÈCULA. POLARITAT
Les propietats fisico-químiques de l'aigua són conseqüència de la seva estructura
química i d'elles deriven les seves funcions biològiques. En la molècula de l'aigua,
l'àtom d'oxigen comparteix un parell d'electrons amb cada un dels àtoms d'hidrogen.
Així, el nucli de l'àtom d'oxigen, degut a la seva major electronegativitat, desplaça
parcialment als núvols d’electrons cap al seu nucli deixant als nuclis dels àtoms
d'hidrogen amb una petita càrrega parcial positiva mentre que hi ha regions dèbilment
negatives prop del àtom d'oxigen, en els vèrtexs d'un tetràedre hipotètic. Per això, la
molècula d'aigua té en la seva estructura unes zones amb major densitat d’electrons i
altres amb un dèficit d’electrons donant polaritat a la molècula.

8. ESTRUCTURA QUÍMICA DE L'AIGUA
Ponts d’hidrògen:
En un enllaç o pont d'hidrogen un àtom d'hidrogen queda compartit amb altres dos
àtoms, a un d'ells l'hidrogen esta lligat covalentment, mentre que l'altre àtom s'uneix
per forces electrostàtiques degut a l'estructura dipolar, les molècules d'aigua poden
interaccionar unes amb altres. Aquesta interacció es produeix per atracció
electrostàtica entre la càrrega parcial negativa de l'àtom d'oxigen d'una molècula
d'aigua i la càrrega parcial positiva localitzada sobre els àtoms d'hidrogen d'una altra
molècula. Aquestes unions es denominen ponts d'hidrogen. Degut a l'ordenació dels
electrons al voltant dels àtoms d'oxigen, cada molècula d'aigua és potencialment capaç
d'unir-se per mitjà d’ enllaços d'hidrogen a d’altres molècules d’aigua, permeten que es
formin estructures de tipus reticular. Aquests enllaços de hidrogen entre les molècules
es formen i escindeixen a una gran velocitat i el temps de durada de l’enllaç depèn de
la temperatura. Els enllaços d'hidrogen mantenen unides a les molècules d'aigua entre
si, amb la qual cosa el seu pes molecular augmenta, I per això, a una temperatura a
què altres molècules químicament comparables (H2S o CH4) estan en estat gasós,
l'aigua es troba en estat líquid. Aquest fet permet a l'aigua actuar com un mitjà fluid de
transport entre les diferents parts d'un organisme, i com a mitjà lubricant en òrgans de
moviment.
PROPIETATS DE L’AIGUA
COHESIVITAT.
És deguda a les potents forces intermoleculars en l'aigua líquida originades per la
polaritat elèctrica, que al seu torn, és conseqüència de l'ordenació especifica dels
electrons en els seus àtoms d'hidrogen i d'oxigen que fan que interaccionen entre si les
molècules d'aigua per mitjà d'enllaços d'hidrogen. Aquestes molècules interaccionen
amb altres molècules polars (adhesió), la qual cosa fa a l'aigua responsable del

9. fenomen de la capil·laritat que permet l'ascensió de l'aigua a través de conductes de
poc diàmetre, com passa amb la pujada de la saba bruta des de les arrels a les fulles.
Les forces cohesives permeten a la molècula d'aigua unir-se a altres molècules
veïnes, l'aigua és un líquid pràcticament incompressible, capaç de donar volum i
turgència a molts Sers vius, per exemple l'esquelet hidrostàtic de les plantes. A més
aquesta naturalesa cohesiva és responsable de moltes de les seves propietats, com
ara la seva elevada Tensió superficial, el seu elevada calor específica i el seu elevat
punt d'ebullició. Elevada tensió superficial; aquesta propietat permet deformacions en
el citoplasma cel·lular, causa dels moviments interns de la cèl·lula. Elevat calor
específic; així al comunicar una certa quantitat de calor, la temperatura s'eleva poc i,
de la mateixa forma, a l'alliberar energia per refredament, la temperatura baixa més
lentament que en altres líquids. Això permet que l'aigua actui com un amortidor tèrmic,
mantenint la temperatura de l'organisme relativament constant, a pesar, de les
fluctuacions ambientals.
D'esta manera s'evita l'alteració d'algunes molècules, fonamentalment proteïnes, molt
sensibles als canvis tèrmics. Elevada calor de vaporització; l'evaporació d'aigua
precisa una considerable quantitat d'energia perquè és necessari trencar els enllaços
d'hidrogen existents en la fase líquida.
Aquesta propietat, juntament amb l'anterior, participa en el procés d'amortiguació
tèrmica, perquè s'aconsegueix una disminució de la temperatura d'un organisme al
perdre una quantitat de calor que s’utilitza en l'evaporació de l'aigua. La sudoració és
un mètode fisiològic de refrigeració basat en aquesta propietat.

10. SOLUBILITAT.
L'aigua per la seva naturalesa dipolar posseeix una constant dielèctrica elevada. La
constant dielèctrica és una mesura del grau de polaritat d’una substància, L’aigua, per
tant, dissolt una gran quantitat de compostos:
Compostos iònics, com les sals cristal·litzades; l'aigua s'interposa entre els
compostos iònics disminuint la força d'atracció dels ions i provocant la seva separació i
per tant la seva dissolució.
Compostos orgànics neutres que posseeixen grups funcionals polars (hidroxil,
aldehid cetona, carboxil, amino, amida, sulfhidril); són solubles en l'aigua, perquè no
interrompen la seva estructura al formar ponts d’hidrogen. A aquests compostos se'ls
anomena hidròfils o polars.
Compostos orgànics no polars (radicals alifàtics); són insolubles en aigua perquè
interrompen la seva estructura, al no formar ponts d'hidrogen amb ella. A aquests
compostos se'ls anomena hidròfobs o apolars.
Substàncies amfipàtiques (posseeixen al mateix temps grups hidròfils i hidròfobs);
són dispersades per l'aigua. Per exemple, un àcid gras de cadena llarga forma uns
agregats denominats micel·les, en les que els grups carboxil polars estan en contacte
amb l'aigua i formen enllaços hidrogen amb ella, mentre que les cadenes

11. hidrocarbonades insolubles, hidròfobes i apolars s'oculten del medi aquós per mitjà
d'interaccions hidrofòbiques. Una altra manera de disposar-se les substàncies
amfipàtiques quan es posen en petita quantitat a l'aigua, és formant una monocapa en
la superfície, i els caps polars es disposen en contacte amb la superfície d'aquesta.
Sobre aquesta monocapa pot disposar-se una segona capa amb les cues apolars
sobre la primera, formant una bicapa lipídica.
Llavors els caps polars formen enllaços de hidrogen amb l'aigua i els grups apolars es
mantenen units per Interaccions hidrofòbiques. De tot això, es dedueix, que una de les
funcions de l'aigua és la d'actuar com a dissolvent de la majoria de les molècules,
condició imprescindible, perquè una reacció química tingui lloc, l'aigua, al permetre la
dissolució dels compostos biològics, actua com el medi on es realitzen totes les
reaccions metabòliques. Així mateix, serveix de vehicle d'entrada i sortida de les
distintes substàncies dissoltes en ella, a través de la membrana, en la cèl·lula.

12. IONITZACIÓ. REGULACIÓ DEL pH.
Una petita part de les molècules d'aigua poden ionitzar-se a l'unir-se un àtom
d'hidrogen d'una molècula a l’oxigen d'una altra molècula, trencant la seva unió.
Apareixen així dos ions de càrrega oposada:
H3O+
i HO. Habitualment, els ions H3O+
es representen amb H+
. A l'aigua destil·lada la
proporció de molècules ionitzades és molt baixa. A 25ºC [H+
] x [HO] = 1 x 1014
Aquest producte s’anomena producte iònic de l'aigua.
ACIDESA I BASICITAT. PH.
Al dissoldre un àcid en aigua augmenta la concentració de H+
, perquè dona aquests
ions. Al contrari, les bases capten H+
del medi, per la qual cosa aquests disminueixen.
Segons el producte iònic de l'aigua, si augmenta la concentració d'un dels ions,
disminueix la de l'altre. Per descriure l'abundància relativa dels ions presents en la
dissolució s'utilitza el terme de pH, que es defineix com el logaritme invers de la
concentració de H+
l'escala de pH varia entre 1 i 14, corresponent el 7 al PH neutre.
Valors per sota 7 corresponen a dissolucions de substàncies àcides, i si estan per
sobre 7 la dissolució serà bàsica. En els sers vius hi ha dissolucions amb un pH
determinat, quasi sempre pròxim a un pH neutre.
També s'inclouen en aquest grup molècules derivades, amb grups amina, carboxils,
etc, que posseeixen una gran Semblança química amb els glúcids més comuns.
Atenent a la seva complexitat es classifiquen en:
També s'inclouen en aquest grup molècules derivades, amb grups amina, carboxils,
etc, que posseeixen una gran semblança química amb els glúcids més comuns.
Atenent a la seva complexitat es classifiquen en:

13. ACCIÓ REGULADORA DEL pH. SISTEMES TAMPÓ.
Perquè els fenòmens vitals puguin desenvolupar-se amb normalitat és necessari que
la concentració de H+ sigui mes o menys constant, però en les reaccions que tenen
lloc en el metabolisme s’alliberen contínuament productes o substàncies tant àcides
com bàsiques que tendirien a variar la concentració de H+, això no passa per que els
sers vius disposen de mecanismes químics que s'oposen automàticament a les
variacions de pH. En aquests mecanismes denominats sistemes tampó, intervenen de
forma importantíssima les sals minerals, que d'aquesta manera exerceixen un paper
de regulador de l'equilibri àcid-base.
Estudiarem un tampó que actua enfront de l'excés de acidesa. El principal tampó
extracel·lular en la sang i líquids intersticials dels vertebrats, és el tampó del bicarbonat
format per El H2CO3 i el NaHCO3 així per exemple, suposem que un organisme es veu
sotmés a un excés d'àcids, llavors s'incrementaria considerablement la concentració
de protons, en virtut de la dissociació
La igualtat [H +] = [HO-] desapareixeria, per evitar això entrarà en funcionament el
tampó:

14. La sal és neutra i encara que es dissocia no alliberarà protons, a més habitualment és
expulsada per l'orina:
L'àcid carbònic és un àcid dèbil es descompon amb rapidesa en:
D’aquesta manera un augment de la concentració de hidrogenions en els medis
biològics ocasiona, per desplaçament del equilibri, un augment en la concentració de
l'àcid carbònic, i aquest donarà lloc a una major concentració de CO2, que serà
expulsat per via respiratòria, modificant la freqüència de la ventilació en les estructures
respiratòries. En les estructures biològiques, d'altra banda, un descens de H+ es
traduirà en un consum d'àcid carbònic, obtingut a partir del CO2 modificant també el
ritme de ventilació.

15. GLÚCIDS
CONCEPTE
Són biomolècules orgàniques formades per carboni, hidrogen i oxigen. Químicament
són polihidroxialdehids o polihidroxicetones, és a dir compostos que posseeixen
diversos grups hidroxil (OH) i un grup carbonil, bé aldehid ( CHO) o bé cetona (C = O).
També s'inclouen en aquest grup molècules derivades, amb grups amino, carboxils,
etc, que posseeixen una gran semblança química amb els glúcids més comuns.
Atenent a la seva complexitat es classifiquen en:
A) Monosacàrids o ósses Són els més senzills. No hídrolitzables en glúcids més
petits. Posseeixen de 3 a 7 àtoms de carboni. Constituïxen els monòmers a partir dels
quals s'originen els altres glúcids.
B) Ósids formats per la unió de diversos monosacàrids per mitjà d'enllaços
“glucosídics”, aquestes molècules poden unir-se a altres compostos no glucídics. Són
hidrolitzables, descomponent-se en monosacàrids i la resta de compostos que els
constituïxen. Al seu torn es divideixen en:
1) Holòsids: constituïts exclusivament per monosacàrids. Si el nombre de
monosacàrids està comprés entre 2 i 10, es denominen Oligosacàrids, entre ells cal
destacar als disacàrids (dos ósses) i trisacàrids (tres ósses). Però, sí el nombre de
monosacàrids és superior a 10 s’anomenen Polisacàrids que poden estar formats per
un sol tipus d'ósses (homopolisacàrids), o per dos o més tipus (heteropolisacàrids).
2) Heteròsids formats per ósses i altres compostos no glucídics de naturalesa variada.
MONOSACÀRIDS
Com ja s'ha dit, són els glúcids més senzills, no hidrolitzables en unitats més petites i
que constitueixen els monòmers dels altres Glúcids.
Propietats físiques Són sòlids, cristal·lins, incolors o blancs, organolèpticament
dolços i solubles en aigua. La seva solubilitat, es deu a que tant els radicals hidroxil,
com el grup carbonil són polars i estableixen ponts d’hidrogen amb les molècules
d'aigua també polars.
Propietats químiques Posseeixen poder reductor enfront de determinades
substàncies (per exemple el licor de Fehling), això és degut a la presència del grup
carbonil que pot oxidar-se a àcid amb facilitat per dissolucions alcalines de plata o
coure. Aquesta propietat és utilitzada per a detectar la seva presència en medis
biològics.
NATURALESA QUÍMICA DELS MONOSACÀRIDS
Químicament estan constituïts per una sola molècula de polihidroxialdèhid o
polihidroxicetona que posseeix de 3 a 7 àtoms de carboni. La seva fórmula empírica
respon a (CH2O)n. L'estructura bàsica dels monosacàrids és una cadena de carbonis
no ramificada on els àtoms es troben units entre si per mitjà d'enllaços covalents

16. senzills. Tots són portadors d'un grup hidroxil (OH) i d'un radical d'hidrogen (H),
excepte un que forma part d'un grup carbonil, bé de tipus aldehid o de tipus cetona. Els
monosacàrids que posseeixen un grup aldehid que sempre es troba en un dels
carbonis terminals de la molècula. Aquests es denominen aldoses. Els que tenen un
grup cetona en un carboni intermedi reben el nom de cetoses. Depenent que tinguin 3,
4, 5, 6 o 7 àtoms de carboni, es denominen: trioses, tetroses, pentoses, hexoses i
heptoses, respectivament si tenim en compte ambdós criteris per a anomenar-los
s'anteposa al sufix “óssa” el prefix “aldo” o “ceto” per indicar si posseeixen funció
aldehid o cetona, seguit de "tri", "tetra", "penta", "hexa" o "hepta", per a fer referència al
nombre d'àtoms de carboni que posseeixen. Així per exemple un monosacàrid de sis
àtoms de Carboni amb funció aldehid serà una aldohexosa.
Exemples:
HEMIACETAL INTRAMOLECULAR I CICLACIÓ DE LA MOLÈCULA
Les molècules de monosacàrids poden presentar cadenes obertes, com les que hem
vist fins ara, o tancades, formant cicles. En les tetroses, la forma oberta és la que
correspon al seu estat en la cèl·lula. Les pentoses i hexoses, quan es troben en
dissolució aquosa, es comporten com si tinguessin un carboni asimètric més. Això és
degut al fet que es formen cadenes tancades al reaccionar els grups carbonil amb les
molècules d'aigua, apareixent, per tant, un altre carboni asimètric que presenta un OH
anomenat hemiacetal. Per això hi ha dos formes diferents en la naturalesa, que per
conveni es denominen α i β, segons si l'OH hemiacetal està a la dreta o a l'esquerra
del nou carboni asimètric. Aquestes molècules es representen espacialment:

17. aquests compostos, seran α o β segons si l'OH hemiacetal està representat cap a baix
o dalt respecte el pla.

19. MONOSACÀRIDS D'INTERÉS BIOLÒGIC
RIBOSA: Aldopentosa, forma part de l'estructura dels RNA, així com de nucleòtids
capaços de transferir energia, com per exemple l'ATP.
DESOXIRRIBOSA: És un monosacàrid que s'origina a partir de la ribosa, per pèrdua
de l'oxigen del 2 carboni. Forma part de l'estructura del ADN.
GLUCOSA: Aldohexosa, rep el nom de sucre de raïm per trobar-se de forma lliure en
aquest fruit. Pot trobar-se lliure o formar part d'oligosacàrids i polisacàrids. En la nostra
sang, i procedent de la digestió dels glúcids que prenem en l'aliment, es troba en la
proporció d'un gram per litre. És utilitzat com a font d'energia per totes les cèl·lules,
perquè és el material energètic d'ús més immediat.
FRUCTOSA: Cetohexosa. Es troba en la mel i en la majoria dels fruits acompanyant la
glucosa. En el fetge es transforma en glucosa, per al nostre organisme té el mateix
valor energètic que la glucosa.
OLIGOSACÀRIDS
Són glúcids formats per la unió de dos a deu monosacàrids. Els més abundants en la
naturalesa són:
DISACÀRIDS constituïts per la unió de dos monosacàrids, generalment hexoses, per
mitjà d'un enllaç "glucosídic”. Aquest enllaç Pot ser α o β depenent de la configuració
del primer Monosacàrid.
Els disacàrids són dolços, solubles en aigua, cristal·litzables i per hidròlisi es
descomponen en els seus monosacàrids constituents.
Entre els disacàrids de major interès biològic, trobem la Maltosa formada per dos
molècules de α-glucosa, unides per mitjà d'un enllaç glucosídic. La maltosa s'obté
per hidròlisi del midó i del glucogen. Apareix durant la germinació de l'ordi que s'utilitza
en la fabricació de la cervesa i, una vegada torrada com a succedani del café (malta).
La Lactosa formada per una molècula de β-galactosa i un molècula de α-glucosa
unides per enllaç glucosídic. La lactosa es troba en la llet dels mamífers.

20. La Sacarosa formada per una molècula α-glucosa i una altra de β-fructosa.És el scre
comú i típic de la canya de sucre i en la remolatxa.
POLISACÀRIDS
Són els glúcids més abundants a la naturalesa i els de major pes molecular. Estan
formats per més de deu monosacàrids, units entre si per mitjà de enllaços glucosídics.
En la reacció se desprenen tantes molècules d'aigua com enllaços formen. La seva
hidròlisi completa allibera monosacàrids. Són insípids, amorfs e insolubles en aigua.
Alguns, com el midó, Poden formar dispersions col·loïdals. Els polisacàrids realitzen
funcions biològiques de dos tipus: reserva energètica i estructural. Els primers
presenten enllaços de tipus α com el midó i el glicogen. Els segons, com la
cel·lulosa i la quitina, posseeixen enllaços de tipus β. Els mes freqüents estan formats
per hexoses, sobretot glucosa, o els seus derivats. En els vegetals també hi ha
polisacàrids formats per pentoses. Entre els més importants es poden citar:
Midó Homopolisacàrid, amb funció de reserva energètica, propi dels vegetals,
s'acumula en el citoplasma cel·lular formant grànuls (amiloplasts), de grandària i forma
característics de cada espècie vegetal. És especialment abundant en tubèrculs i en
llavors. És un polímer d'elevat pes molecular format per milers de molècules α-glucosa,
l'estructura del midó és a més de ramificada helicoïdal amb 6 molècules de glucosa per
volta d'hèlix i les ramificacions es produeixen cada 12 molècules de glucosa.

21. Glicogen Homopolisacàrid, de reserva energètica, propi dels animals. S'acumula en el
fetge i en els músculs, convertint-se en glucosa quan és necessàri. És un polímer de
molècules de α- glucosa i posseïx una estructura semblant a la del midó, amb la
particularitat que és encara més ramificat.
Cel·lulosa Homopolisacàrid, amb funció estructural, exclusiu de les cèl·lules vegetals
on forma part fonamental de la seva paret cel·lular. És un Polímer lineal i no ramificat
de molècules de β- glucosa, cada molècula de glucosa està girada 180º respecte al
residu adjacent, de manera que l’ oxigen de cada anell estableix un pont d'hidrogen
amb el grup OH del C3 de l'anell següent, la qual cosa impedeix la formació
d'estructures helicoïdals, d'aquesta manera s’obté una cadena recta i estesa. Diverses
cadenes adjacents, amb aquesta conformació, poden establir, entre elles, enllaços
d'hidrogen, donant com a resultat la formació de fibres molt resistents. No obstant, els
enllaços α del midó i del glicogen originen una estructura molt diferent. La cel·lulosa
s'hidrolitza per acció de les "celulases" capaces de trencar els enllaços β i donant
molècules de cel·lobiosa que finalment donaran glucosa. Només alguns
microorganismes, com protozous i bacteris simbiòtics de l'aparell digestiu d'animals
herbívors i d'insectes xilòfags posseeixen l’enzim.

22. Quitina: Homopolisacàrid amb funció estructural que forma la part fonamental
de l'exoesquelet dels Artròpodes.
FUNCIONS:
Els glúcids exerceixen les següents funcions biològiques:
Energètica: Constituïxen el material energètic d'ús immediat per als sers vius.
El glúcid més utilitzat Per tot tipus de cèl·lules com a font d'energia és la
glucosa (la seva oxidació allibera 4,1Kcal/g). Altres glúcids, com el midó, el
glicogen, la sacarosa, la lactosa, etc. són formes d'emmagatzemar glucosa. Cal
tenir en compte que el glicogen i el midó permeten acumular milers de
molècules de glucosa en animals i vegetals respectivament. Aquestes
molècules al insolubles en aigua poden emmagatzemar-se en grans quantitats.
D'altra banda i ates que els glúcids són els primers productes obtinguts durant
la fotosíntesi, constituïxen una font de carboni per als altres compostos
orgànics.
Estructural: alguns glúcids formen part d'estructures cel·lulars i de teixits.
Entre els glúcids que exerceixen aquesta funció es poden citar: la cel·lulosa, la
pectina i l'hemicelulosa que constituïxen la paret cel·lular de les cèl·lules
vegetals; els peptidoglicans constituents de la paret bacteriana; la quitina que
forma l'exoesquelet dels artròpodes; la ribosa i desoxirribosa components de
l'estructura dels ARN i ADN respectivament. Els glúcids (oligosacàrids) units
covalentment a les proteïnes o als lípids de les membranes cel·lulars, actuen
com a receptors de membrana de moltes substàncies i llocs de
reconeixement entre cèl·lules del mateix teixit.

23. LÍPIDS
CONCEPTE
Són biomolècules orgàniques, compostes bàsicament per carboni, hidrogen i
oxigen i, en determinades ocasions també per altres elements, com a fòsfor,
nitrogen i sofre. Constituïxen un grup de molècules molt heterogènies, que
tenen en comú dos característiques:
• Ser insolubles en aigua i altres dissolvents polars.
• Ser solubles en dissolvents orgànics, és a dir, no polars, com el benzè,
el cloroform, l'acetona, l'èter, etc. Des del punt de vista químic, es poden
classificar tenint en compte diversos criteris com pot ser la seva relació
amb els àcids grassos, segons aquest criteri, els lípids es divideixen en:
ÀCIDS GRASSOS
Són molècules que posseeixen una cadena lineal llarga hidrocarbonada,
generalment amb un número parell d'àtoms de carboni (14 a 22) i amb un grup
carboxil en un dels seus extrems:
R-COOH, on R és una cadena hidrocarbonada saturada.
Àcid pálmitic: CH3(CH2)14COOH
R'-COOH, on R' és una cadena hidrocarbonada insaturada
Àcid oleic: CH3(CH2)7CH = CH(CH2)7COOH

24. Els àcids grassos saturats són aquells que posseeixen únicament enllaços
covalents senzills. En aquests compostos, la rotació lliure al voltant de cada
enllaç carboni-carboni, confereix gran flexibilitat a la cadena hidrocarbonada,
que pot adoptar moltes conformacions diferents, la més estable és la totalment
estesa. Exemples d'àcids grassos saturats: àcid palmític: CH3(CH2)14COOH,
l'esteàric, etc.
Els àcids grassos insaturats són aquells que posseeixen un doble enllaç o més.
Al ser més rígids són més estables i no tenen llibertat de gir provocant
inflexions de la cadena hidrocarbonada. com a exemple es pot citar l'àcid oleic
que es troba en l'oli d'oliva. Quan posseeixen diversos dobles enllaços, en la
cadena hidrocarbonada, s’anomenen poliinsaturats.

25. PROPIETATS FÍSIQUES DELS ÀCIDS GRASSOS
Les propietats físiques dels àcids grassos i dels compostos que els contenen
vénen determinades per la longitud i el grau d'insaturació de la cadena
hidrocarbonada.
Solubilitat: Els àcids grassos són compostos amfipàtics, ja que posseeixen
una zona hidròfoba, la cadena hidrocarbonada, amb tendència a formar
enllaços de Van Der Waals amb altres cadenes semblants. El grup carboxil és
polar i hidròfil. degut a això els àcids grassos quan es troben en un medi aquós
els seus grups hidròfils s'orienten cap a les molècules d'aigua, mentre que els
grups hidròfobs s'allunyen de l’aigua, donant lloc a la formació de micel·les,
monocapes i bicapes
Punt de fusió Els àcids grassos saturats, quan estan en la seva conformació
totalment estesa poden empaquetar-se estretament permeten la formació d'un
gran nombre d’enllaços de Van Der Waals entre els àtoms de cadenes
hidrocarbonades veïnes (el nombre d'aquests enllaços està en relació directa
amb la longitud de la cadena). Pel Contrari en els àcids grassos insaturats, els
doblegaments provocats pels dobles enllaços de la cadena hidrocarbonada no
permeten aquest empaquetatge tan fort, per la qual cosa les interaccions de
Van Der Waals són més dèbils, necessitant-se menys energia per a trencar-les.
Per això els àcids grassos insaturats tenen punts de fusió més baixos que els
saturats de la mateixa longitud de cadena, això determina que a temperatura
ambient els saturats siguin sòlids, mentre que els insaturats són líquids.

26. PROPIETATS QUÍMIQUES DELS ÀCIDS GRASSOS
Per posseir un grup carboxil poden dur a terme:
Reaccions d'esterificació en què reaccionen amb grups alcohòlics formant
esters:
R-COOH + HO-R H2O + R-COO-R
Reaccions de saponificació en què reaccionen amb bases fortes com la
potassa o sosa, donant la sal potàssica o sòdica de l'àcid gras corresponent
que rep el nom de sabó.
R-COOH + NaOH H2O + R-COONa
ACILGLICÉRIDS O GREIXOS
Són esters formats per una molècula de glicerina i una, dos o tres molècules
d'àcids grassos i s’anomenen monoacilglicèrids, diacilglicèrids o
triacilglicèrids respectivament. Els triacilglicèrids denominats també
triglicèrids, greixos o greixos neutres són els més representatius. Atès que els
hidroxils (OH) polars del glicerol i els carboxils (COOH) polars dels àcids
grassos estan units per un enllaç ester, els triacilglicèrids són molècules
apolars (d'aquí prové el nom de greixos neutres), hidròfobs i pràcticament
insolubles en aigua. Només els monoacilglicèrids i els diacilglicèrids posseeixen
certa polaritat degut als radicals OH lliures de la glicerina.
Si els tres àcids grassos són iguals, el triacilglicèrid s’anomena simple i si no ho
són, rep el nom de mixt. Els greixos naturals solen ser una barreja d'ambdós.
Si els àcids grassos que predominen són insaturats és líquid i es s’anomena oli.
Si predominen els saturats és sòlid i rep el nom de sèu. En els animals
poiquiloterms i en els vegetals hi ha olis i en els animals homeoterms hi ha
sèus.
Els triacilglicèrids s'hidrolitzen a pH neutre per acció de les lipases, donant una
molècula de glicerina i tres d'àcids grassos. Les lipases de l'intestí col·laboren
en la digestió i absorció dels greixos de la dieta. També s'hidrolitzen bullint-los
amb solucions diluïdes d'hidròxid sòdic o hidròxid potàssic, aquesta reacció de
saponificació origina glicerina i les sals sòdiques o potàssiques dels àcids
grassos corresponents anomenades sabons.
Els greixos, com ja s'ha dit, són molècules de reserva energètica.
S'emmagatzemen en els vacúols de les cèl·lules vegetals (sobretot en fruits i
llavors de les plantes oleaginoses) i en els adipòcits del teixit adipós dels
animals. Són mes apropiades que el glicogen com a reserva energètica, ja que
no sols poden emmagatzemar-se en grans quantitats sinó que ho fan en forma
quasi deshidratada, amb la qual cosa ocupen menys volum. En alguns animals,
els greixos acumulats sota de la pell serveixen també d'aïllant tèrmic.

27. CERES
Resulten de l'esterificació d'un mono alcohol lineal de cadena llarga amb un
àcid gras també de cadena llarga. Tenen una funció protectora de moltes
superfícies vegetals com les pomes o cireres, o animals plomes d’aus i
esperma de cetacis.
FOSFOLÍPIDOS
Són lípids que formen part de totes les membranes cel·lulars. Deriven del
glicerol, o de l'esfingosina, un alcohol més complex. Els derivats del glicerol
s’anomenen Fosfoglicèrids i els derivats de l'esfingosina, Esfingolípids.

28. FOSFOGLICÉRIDS (GLICEROFOSFOLÍPIDS)
La seva estructura molecular deriva de la unió d'un àcid fosfatídic amb un
compost polar, generalment aminoalcohol.
L'àcid fosfatídic és un triéster de glicerol amb dos àcids grassos (posicions 1 i
2) i un àcid ortofosfòric (posició 3) l'àcid gras que s'esterifica amb el primer OH
del glicerol sol ser saturat i el segon insaturat. El compost polar (HO-X) s'uneix
a l'àcid fosfatídic, a nivell de l'àcid ortofosfòric, per mitjà d'una nova reacció
d'esterificació. Com que l'àcid ortofosfòric esterifica a dos grups hidroxil, es diu
que forma un enllaç fosfodièster. Hi ha unes quantes classes de fosfoglicèrids,
depenent del compost polar. Com exemple es poden citar la Lecitina
(fosfatidilcolina) que es troba en la majoria de les membranes cel·lulars dels
organismes superiors, i el grup polar de la qual és la colina.
Tots els fosfoglicèrids són compostos anfipàtics, posseeixen dos cadenes
apolars, hidròfobes (cadenes hidrocarbonades dels àcids grassos) i un grup
polar hidròfil (resta de la molècula). Degut a aquest caràcter anfipàtic
exerceixen una funció estructural en totes les membranes cel·lulars.
ESFINGOLIPIDOS
La seva estructura molecular deriva de la unió de l'alcohol esfingosina, un àcid
gras i un grup polar que Pot ser un aminoalcohol o un glúcid. El més conegut
és l'esfingomielina

29. Són compostos amfipàtics perquè posseeixen un grup polar i dos cadenes
apolars hidròfobes (cadena hidrocarbonada de l'esfingosina i de l'àcid gras),
per la qual cosa exerceixen també una funció estructural com a constituents de
les membranes cel·lulars.
ESTEROIDES
Deriven d'un hidrocarbur cíclic l'esterà o ciclopentà.
Esterols: Són els esteroides entre els que cal destacar el colesterol present en
la majoria de les cèl·lules eucariòtiques. Posseeixen en el carboni 3 el grup OH
i en el carboni 17 una cadena hidrocarbonada, es un compost amfipàtic, ja que
posseeix un grup polar, hidròfil (el grup OH), mentre que la resta de la molècula
és apolar. Aquest caràcter amfipàtic li permet exercir una funció estructural, el
colesterol és un component molt important de les membranes de les cèl·lules
animals, conferint estabilitat i fluïdesa.
El colesterol, a més del seu paper com a constituent de membranes, és el
precursor d'altres esteroides, entre els que destaca la vitamina D, els àcids
biliars i les hormones sexuals.
FUNCIONS
Els lípids exerceixen entre altres, les següents funcions biològiques:
Energètica: Com és el cas dels greixos, que al ser molècules molt poc
oxidades posseeixen un alt contingut energètic. Per exemple l'oxidació d'un
gram de greix allibera 9,4 Kcal., més del doble del què s'aconsegueix amb
L'oxidació d'un gram de glúcids o de proteïnes (4,1 Kcal).
Els greixos acumulats en el teixit adipós dels animals a més de constituir una
reserva energètica per l’organisme, són un poderós aïllant tèrmic i de vegades
mecànic, com per exemple el greix que envolta als Ronyons.
Estructural: Els fosfolípids, esfingoglicolípids i el colesterol, donada la seva
naturalesa polar formen part de les membranes cel·lulars.
Protectora: Funció exercida per les ceres a l'impermeabilitzar les superfícies
on es dipositen.
Transportadora: Per exemple els àcids i les sals biliars que dispersen els
greixos facilitant la seva degradació i posterior absorció intestinal.
Reguladora: Contribuint al funcionament normal de l'organisme. Exerceixen
aquesta funció les vitamines lipídiques (A, D, K, E), així com les hormones
sexuals i hormones suprarenals, de caràcter també lipídic.

30. A l'observar la fórmula de fosfoglicèrids veiem que les dos cadenes d'àcids
grassos (unitat hidrofòbica) queden aproximadament paral·leles entre si,
mentre que la part de la fosforil colina (unitat hidrofílica) apunta en direcció
oposada. En l'esfingomielina i els glicolípids tenen una conformació semblant.
S'ha adoptat la següent representació abreviada per als lípids de membrana.
La seva unitat hidrofílica també anomenada grup o cap polar, es representa per
mitjà d'un cercle, mentre que les seves cues hidrocarbonades estan
representades per mitjà de línies rectes o ondulades: És evident que quan
aquests lípids es troben en medi aquós els seus caps polars tindran afinitat per
l'aigua mentre que les cues hidrocarbonades evitaran l'aigua. Això pot
aconseguir-se formant una micel·la en què els grups polars estan en la
superfície i les cues hidrocarbonades queden immerses en l'interior de la
micel·la. No obstant, l'ordenació que satisfà tant les preferències hidrofòbiques
com hidrofíliques, de la majoria dels fosfolípids i glicolípids en mitjans aquosos
és la de la bicapa lipídica (una capa bimolecular de lípids). La raó és que les
seves cues d'àcids grassos els fan massa voluminosos per a acumular-se en
l'interior de La micel·la. A més una micel·la és una estructura limitada, En
contraposició amb una bicapa lipídica que pot tenir dimensions macroscòpiques
de fins a 1 mm. (107
Å). Per Això, al poder formar capes bimoleculars extenses,
són els constituents claus de les membranes.