Biologia 2 batxillerat. Química de la vida.

1. QUÍMICA DE
QUÍMICA DE
LA VIDA
LA VIDA

2. DIVERSITAT I UNITAT
 DIVERSITAT:
La biosfera està formada per uns quants
milions d’espècies d’organismes
 UNITAT:
COMPOSICIÓ
REACCIONS QUÍMIQUES INTERNES
Gran similitud

3. NIVELLS D’0RGANITZACIÓ
ABIÒTIC
Àtoms
Biomolècules
Molècules
Orgànuls / Complexos moleculars
0’1nm
1nm
10nm

4. NIVELLS D’0RGANITZACIÓ
BIÒTIC
Cèl·lula
Organisme
Sistema o aparell
Òrgan
Teixit
Població
Ecosistema
10-100m
1cm
1mm
1m
1Km

5. ENLLAÇ QUÍMIC
IÒNIC
Es dóna entre àtoms d’ electronegativitat molt
diferent, un d’ells capta electrons d’un altre,
queden units per acció electrostàtica
Cl-
Na+
El que perd electrons
es transforma en un
ió positiu o catió
El que guanya electrons
es transforma en un
ió negatiu o anió

6. ENLLAÇ QUÍMIC
COVALENT
Es dóna entre àtoms que comparteixen electrons
H2O
CO2
Si tenen una
electronegativitat
similar
les molècules
seran apolars
Si tenen una
electronegativitat
diferent
les molècules
seran polars

7. ENLLAÇ QUÍMIC
ENLLAÇOS INTERMOLECULARS
Es dóna entre molècules
ENLLAÇ D’HIDROGEN
En molècules dipolars
dels hidrurs es donen
forces febles d’atracció
entre àtoms d’hidrogen
ENLLAÇ PER FORCES
DE VAN DER WAALS
Es donen per atraccions
electrostàtiques entre
molécules apolars

8. BIOELEMENTS
Els elements que es troben a la matèria viva
BIOELEMENTS PLÀSTICS
Són indispensables per a la formació de les
biomolècules orgàniques (glúcids, lípids,
proteïnes i àcids nuclèics) 99% matèria viva
Hidrogen
Oxigen
Carboni
Nitrogen
Fòsfor
Sofre
Clor
Magnesi
Calci
Potassi
Sodi

9. CARBONI
Té quatre electrons a la perifèria
Pot formar enllaços covalents estables
amb altres carbonis. Permet constituir
llargues cadenes d’àtoms:
MACROMOLÈCULES

10. HIDROGEN
Element indispensable per formar
matèria orgànica
Forma enllaços covalents molt estables
amb el carboni però que poden trencar-se
i permetre la síntesi de molècules
És l’element reductor en nombroses
reaccions biológiques

11. OXIGEN
És l’element més electronegatiu, bon
acceptor d’electrons, bon oxidant
Aquesta oxidació dels compostos biològics
es fa bàsicament mitjançant la sostracció
d’hidrogens als àtoms de carboni
(respiració aeròbia)

12. NITROGEN
Element amb gran facilitat per formar
compostos amb l’hidrogen i amb l’oxigen
(aminoàcids)
el que permet, en el pas d’una forma a l’altra,
l’alliberació d’energia

13. SOFRE
Es troba en forma de radical
sulfhidril en determinats aminoàcids

14. FÒSFOR
Element que permet establir enllaços
rics en energia
Present a proteïnes i fosfolípids
Forma part de la molècula energètica
dels èssers vius l’ATP

15. SODI
Component bàsic de molts
líquids orgànics
Imprescindible en la regulació
dels processos osmòtics i en la
conducció de l’impuls nerviós

16. POTASSI
Imprescindible en el metabolisme
vegetal: creixement
Imprescindible en el metabolisme
animal: conducció nerviosa

17. CALCI
Intervé en la regulació de la permeabilitat
de les membranes, en la contracció
muscular, en la regulació del pH

18. MAGNESI
Component de la molècula de clorofil·la
(bàsica per la fotosíntesi)
Intervé en la producció d’energia al múscul,
en la transmissió d’impulsos nerviosos,
en la replicació i estabilització de l’ADN,...

19. CLOR
Present en la major part de les cèl·lules
i intervé en regulació de la pressió osmòtica

20. BIOELEMENTS
OLIGOELEMENTS
Es troben en proporcions inferiors al 0’01%
Ferro: hemoglobina
mioglobina i citocroms
Zinc: cervell, òrgans
sexuals, pàncrees
Coure: hemocianina,
enzims oxidases
Cobalt: vitamina B12,
enzims fixació nitrogen

21. OLIGOELEMENTS
Manganès: factor de
creixement, fotosíntesi
Liti: secreció de
neurotransmissors
Iode: hormona tiroide,
metabolisme energètic
Silici: rigidesa a tiges
de gramínies i equisets
Fluor: esmalt dentari,
ossos

22. BIOMOLÈCULES
INORGÀNIQUES
AIGUA
SALS
MINERALS

23. AIGUA
Substància química més abundant en la matèria viva
Podem trobar l’aigua en diferents formes:
AIGUA INTERSTICIAL: entre les cèl·lules
AIGUA INTRACEL·LULAR: al citosol i orgànuls
AIGUA CIRCULANT: a la sang, la sava, ...
AIGUA METABÒLICA: prové de reaccions químiques

24. CARACTERÍSTIQUES FONAMENTALS
Elevada força de cohesió entre molècules
gràcies als ponts d’hidrogen
Elevada calor específica
Elevada calor de vaporització
Densitat més alta en estat líquid que en
estat sòlid
Elevada constant dielèctrica
Baix grau d’ionització
Elevada polaritat

25. H
H
O 104’5º
- MOMENT DIPOLAR +

26. FUNCIONS ALS ÉSSERS VIUS
Funció dissolvent
Funció bioquímica
Funció transportadora
Funció estructural
Funció mecànica amortidora
Funció termoreguladora

27. SALS MINERALS
Grup constituït bàsicament per clorurs, fosfats,
carbonats, bicarbonats i nitrats de sodi, de potassi,
de calci, de magnesi, d’amoni ...
Es poden trobar als éssers vius de tres formes:
ESTAT SÒLID: estructures sòlides, insolubles
EN DISSOLUCIÓ: medi intracel·lular i extern
COMBINADES: formant part de les biomolècules
orgàniques: àcid fosfòric, ATP, fosfolípids ...

28. FUNCIONS ALS ÉSSERS VIUS
ESTABILITZADORA: eviten que les dissolucions
col·loidals gelifiquin i afavoreixen la solubilitat d’algunes
macromolècules
REGULADORES DE PROCESSOS OSMÒTICS:
el potassi afavoreix la captació d’aigua per la cèl·lula,
el calci te l’efecte contrari
ESPECÍFIQUES: sodi, potassi, calci i magnesi en
relació amb l’impuls nerviós i la contracció muscular.
Magnesi component imprescindible de clorofil·la ...,
REGULADORA del pH: bàsicament grups fosfat i
bicarbonat ( substàncies tampó) estabilitzen el pH
ESTRUCTURAL: endoesquelet i exoesquelet

29. DISSOLUCIONS
Dispersions de solut de pes molecular baix
Tenen propietats de gran interès en biologia:
DIFUSIÓ
ESTABILITAT DEL pH
ÒSMOSI

30. DIFUSIÓ
Repartició homogènia de les partícules
d’un fluid en el si d’un altre en posar-los
en contacte
Tipus de transport a través de la membrana
cel·lular que no suposa consum d’energia

31. ÒSMOSI
Pas del dissolvent entre dues solucions de
concentració diferent a través d’una membrana
semipermeable que impedeix el pas de les
molècules de solut.

32. MEDI ISOTÒNIC
[] medi = [] interior cèl·lula
•
• •
•
•
•
•
•
• •
Pas equilibrat de solvent a través de la membrana

33. MEDI HIPERTÒNIC
[] medi > [] interior cèl·lula
•
•
•
•
•
Sortida de solvent a través de la membrana
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
PLASMÒLISI

34. MEDI HIPOTÒNIC
[] medi < [] interior cèl·lula
•
•
•
•
•
Balanç: Entrada de solvent a través de la membrana
•
•
•
TURGÈNCIA

35. ESTABILITAT DEL GRAU D’ACIDESA
pH = - log [ H+
]

36. PÀGINES WEB
PÀGINES WEB
 http://www.um.es/~molecula/indi
ce.htm

37. DISPERSIONS COL·LOÏDALS
Dispersions de solut de pes molecular elevat
PROPIETATS:
Capacitat de presentar-se en estat de gel
Elevada viscositat
Elevat poder adsorbent
Efecte Tyndall
Sedimentació
Diàlisi
Electroforesi

38. CAPACITAT DE PRESENTAR-SE EN ESTAT DE GEL
Les dispersions col·loïdals poden presentar dos estats:
SOL: líquid
GEL: semisòlid

39. ELEVADA VISCOSITAT
Presenten una resistència interna elevada
al moviment de les seves molècules

40. ELEVAT PODER ADSORBENT
L’adsorció és l’atracció que exerceix
la superfície d’un sòlid sobre les molècules
d’un líquid o d’un gas
(no confondre amb absorció = penetració)

41. EFECTE TYNDALL
En les dispersions col·loïdals s’hi observa
una certa opalescència provocada per la
reflexió dels rajos lluminosos

42. SEDIMENTACIÓ
Les dispersions col·loïdals són estables en
condicions normals: però si se sotmeten a
forts camps gravitatoris, es pot aconseguir
que sedimentin les seves partícules

43. DIÀLISI
És la separació de les partícules disperses
d’elevat pes molecular (col·loïdes) de les
de baix pes molecular (cristal·loïdes),
gràcies a una membrana semipermeable
que tan sols deixa passar les molècules
petites, però no les grans

44. ELECTROFORESI
És l’atracció que exerceix la superfície d’un
sòlid sobre les molècules