Composició éssers vius

1. La composició dels éssers
vius
1r BATXILLERAT

2. 1. Són essers necessàriament complexos.
2. Són essers cel·lulars.
3. Es nodreixen.
4. Es relacionen.
5. Es reprodueixen.
6. Cal destacar els aspectes següents:
 Les molècules dels essers vius reaccionen i es transformen
Contínuament; (metabolisme)
 Els essers vius deuen la seva estructura corporal a la
informació biològica que contenen les molècules dels àcids
nucleics .
 Mantenen el seu medi intern relativament constant.
Característiques dels essers vius:
La biologia i els éssers vius.
La biologia es la ciència que estudia la vida
(La vida és el conjunt de tres propietats: nodrir-se, reproduir-se i
relacionar-se)

3. Els nivells d’organització de la matèria
Son els diferents graus de complexitat estructural.

4. Composició química de la matèria viva
Els elements químics, els àtoms i les
molècules :
Element químic o substància simple; No es
pot descompondre en d’altres mitjançant
reaccions químiques.
Exemple: H,N,C....
Àtoms; És la part més petita d’un element
químic. Bàsicament estan constituïts per un
nucli format per protons i neutrons i una
escorça formada per electrons.
Molècula; És la unió de dos o més àtoms.
Subtància composta; És la formada per dos
o més elements químics

5. Enllaços químics
L’enllaç químic és la unió entre àtoms, ions o molècules

6. Enllaços químics: Enllaç iònic
Es dóna quan un dels àtoms capta electrons de
l’altre.
L’àtom que perd electrons queda carregat
positivament (catió)
L’àtom que guanya electrons queda carregat
negativament (anió)
Els dos ions s’atreuen per mitjà de forces
electrostàtiques.
Les reaccions de pèrdua-guany d’electrons
s’anomenen reaccions d’oxidació-reducció.
L’oxidació és la pèrdua d’electrons i la reducció el
guany.
Aquest enllaç es dóna entre àtoms d’electronegativitat molt
diferent.
Llei de l’octet

7. Enllaços químics: Enllaç covalent
Unió entre dos àtoms que comparteixen electrons.
Es dona entre àtoms d’electronegativitat alta i similar.
Els electrons més externs circulen en orbitals
compartits per completar la seva última capa
d'electrons
És un enllaç molt fort.

8. Enllaços químics: enllaç covalent apolar
Enllaços no polars:
Els electrons es
reparteixen
uniformement
-
entre àtoms amb
electronegativitat
semblant

9. Enllaços químics: enllaç covalent polar
Entre àtoms amb diferent
electronegativitat on l’àtom de
major electronegativitat atrau
més fortament els electrons

10. Enllaç o ponts d’hidrogen
(enllaços febles)
Enllaços intermoleculars
Enllaç per forces de Van der
Waals
Es dóna entre molècules apolars
per distribució electrònica
asimètrica a l’atzar, sorgint un
dipol instantani.

11. Els bioelements
Són aquests elements químics que es troben en la matèria
viva; poden ser primaris i secundaris.
C H
C H O =92%

12. L’àtom del carboni. Hidrocarburs
Àtom del carboni.
Les quatre valències
del carboni es disposen cap
als vèrtexs d’un hipotètic
tetraedre
Z=6
Enllaços covalents apolars molt estables i
forts.
Pot formar llargues cadenes
hidrocarbonades apolars (insolubles en
aigua)
Poden establir enllaços dobles i triples

13. Els principis immediats o biomolècules
Imatge d’estructura d’una proteïna feta amb ordinador

14. Contingut d'aigua dels éssers vius
L'aigua constitueix aproximadament un 70% del pes dels éssers vius. Aquesta
proporció depén de tres factors:
+ Tipus d'organisme : medusa: 98% , algues: 95% , fongs: 80% , cos
humà: 63%
+ Classe d'òrgan o teixit : cervell: 90% , músculs: 77% , os: 22% ,
dentina:10%
+ Edat de l'organisme: embrió; 94% , nounat: 69% , adult: 63%
Hi ha una relació directa entre contingut hídric i activitat fisiològica.
. Una pèrdua d'un 10% pot suposar la mort de l'organisme.
Alguns organismes primitius (bacteris i protozous) o els vegetals poden
reduir-ne el seu contingut sense morir, tot entrant en un estat de vida
latent (espores , llavors). Amb la rehidratació retorna l'activitat fisiològica.
L’Aigua

15. L'aigua es troba en la matèria viva en
tres formes:
Aigua circulant: Sang, limfa, saba
Aigua intersticial, situada en l'exterior
cel·lular, com en el teixit conjuntiu
Aigua intracel·lular: citoplasma,
interior dels orgànuls
EIs organismes poden aconseguir
l’aigua:
a)Directament a partir de l’aigua
exterior
b)A partir d’altres biomolècules per mitjà
de diferents reaccions bioquímiques; és
el que s’anomena aigua metabòlica.
http://www.ehu.es/biomoleculas/agua/agua.htm#pq1http://www.ehu.es/biomoleculas/agua/agua.htm#pq1http://www.ehu.es/biomolec
ulas/agua/agua.htm#pq1http://www.ehu.es/biomoleculas/agua/agua.htm#pq1
C6H12O6 + 6O2  6 CO2 + 6 H2O

16. Les propietats de l’aigua més importants es basen en la polaritat de la seva
molècula.
Per què és tan important?
•És la font l’oxigen atmosfèrica que respirem i de l’hidrogen que forma part
de moltes molècules gràcies a l’escissió de l’aigua durant la fotosíntesi.
•La combinació de les propietats físiques i químiques de l’aigua ha permès
l’origen, la supervivència i l’evolució dels éssers vius a la Terra.

17. L’aigua (H2O) té propietats excepcionals en
relació amb altres molècules semblants (NH3,
CO2, CH4, SH2). Aquestes propietats depenen
de la seva estructura :
1. Disposició tetraèdrica
2. Encara que té una càrrega total neutra
presenta una distribució asimètrica dels
electrons i la converteix en una molècula polar.
Estructura de la molècula d’aigua

18. L’aigua: Característiques fonamentals de l’aigua
Elevada força de *cohesió entre les
molècules .
Això explica:
• Que sigui un líquid gairebé incompressible. Idoni per donar
volum a les cèl·lules, provocar la turgència de les plantes,
constituir l’esquelet hidrostàtic d’alguns animals, etc.
També explica
• Que tingui una elevada tensió superficial
és a dir, que la seva superfície oposi una gran resistència a
trencar-se.
• És responsable del fenomen conegut com capil·laritat.
Depèn tant de l’adhesió de les molècules d’aigua a les parets
dels conductes com de la cohesió de les molècules d’aigua entre
si.
*Cohesió: capacitat que tenen les substàncies iguals a mantenir-
se juntes.

19. Elevada calor específica.
(Es denomina calor específica a la capacitat d'emmagatzemar energia per a un augment determinat de la temperatura)
L'aigua pot absorbir grans quantitats de calor, mentre que, proporcionalment, la
seva temperatura només s'eleva lleugerament.
•L’aigua absorveix la calor produïda per les reaccions metabòliques.
•Aquesta propietat permet que el contingut aquós de les cèl·lules serveixi de protecció a les
sensibles molècules orgàniques davant els canvis bruscs de temperatura (fa d’esmorteïdor
tèrmic).
•L’aigua és un bon refrigerant: es necessita molta calor per augmentar la temperatura.
• Capta calor del cos – sudoració-acció refrescant.
L’aigua: Característiques fonamentals de l’aigua

20. Aquesta propietat, es deu a la seva
capacitat per a formar ponts d'H
amb substàncies polars (grups –
OH d'alcohols i sucres, grups -NH2
d'aminoàcids, proteïnes, àcids
nuclèics, etc.), es dissolen quan
interaccionen amb les molècules
de l'aigua.
L’aigua: Característiques fonamentals de l’aigua
L'aigua és el líquid que més substàncies dissol (dissolvent
universal).
Aigua:
• Medi de transport de moltes
substàncies.
• Medi on es fan les
reaccions químiques.

21. L’aigua: Característiques fonamentals de l’aigua
Elevada constat dielèctrica.
Es a dir molta facilitat per a trencar l’enllaç iònic de les sals, el que fa que es dissolguin.
Acció dissolvent de l’aigua sobre els compostos iònics i solvatació d’aquests
Baix grau d’ionització.
De cada 10.000.000 de molècules d’aigua ,nomes una es troba ionitzada.
Aquesta capacitat dissolvent de l’aigua i la seva abundància en el medi natural expliquen que sigui el vehicle de
transport i captació de sals minerals per les plantes, per exemple) i el medi on es fan totes les reaccions químiques de
l’organisme (aquest és el cas de la digestió dels aliments).

22. Elevada calor de vaporització:
Degut al fet que per passar de l’estat líquid al gasós cal trencar tots els enllaços d’hidrogen.
Densitat més alta en estat líquid que en estat sòlid
Avantatges:
Això explica que el gel floti a l’aigua i que formi una capa superficial termoaïllant que permet la
vida a sota, en rius, mars i llacs. Si el gel fos més dens que l’aigua. al final es gelaria tota
l’aigua
Inconvenients:
La formació de glaç a l’interior de les estructures pot destruir-les i provocar la mort.
Anticongelant (glicerol)
Els no adaptats han d’hibernar.
L’aigua: Característiques fonamentals de l’aigua

23. Funcions de l’aigua en els éssers vius
Funció dissolvent i de
transport de substàncies.
Funció bioquímica (durant la
fotosíntesi)
Funció mecànica
amortidora
Funció estructural
Funció termoreguladora

24. Funció dissolvent de les substàncies:
L’aigua és bàsica per a la vida, ja que gairebé totes les reaccions biològiques tenen lloc al medi
aquós.
Funció bioquímica:
L’aigua intervé en nombroses reaccions químiques, per exemple, en la hidròlisi (ruptura d’enllaços
amb la intervenció de l’aigua) que es dóna durant la digestió dels aliments, com a font d’hidrògens en
la fotosíntesi, etc.
Funció de transport. L’aigua és el mitjà de transport de les substàncies des de l’exterior fins a
l’interior dels organismes en el mateix organisme, com ara l’ascensió de la saba bruta als arbres.
Funció estructural. El volum i la forma de les cèl·lules que estan mancades de membrana rígida es
mantenen gràcies a la pressió que exerceix l’aigua interna. Quan les cèl·lules perden aigua, perden la
turgència natural, s’arruguen i fins i tot es poden trencar (lisi).
Funció mecànica amortidora.
Per exemple, els vertebrats tenen a les articulacions bosses de líquid sinovial que evita el fregament
entre els ossos
Funció termoreguladora. Es deguda a la seva elevada calor específica i a la seva elevada calor
de vaporització. Per exemple, els animals, quan suen, expulsen aigua, la qual, per evaporar-se,
pren calor del cos i. com a conseqüència, aquest es refreda.

25. Moltes substàncies en contacte amb aigua
es dissocien en ions. Algunes ho fan
totalment i altres parcialment.
Segons el seu mode de dissociació en aigua
podem establir tres tipus de molècules:
Àcids: Subtàncies que alliberen H+
quan es dissocien en aigua. Quan es
dissocia totalment parlem d’àcid fort. Si ho
fa parcialment parlem de àcid feble.
Bases: Subtàncies que alliberen OH- o
accepten H+.
Sals: Procedeixen d’una reacció d’un
àcid i una base. El H+ de l’àcid i el OH- de la
base s’uneixen per formar aigua i els ions
restants de l’àcid i de la base reaccionen
formant la sal.
Dissociació de les molècules: àcids, bases i sals

26. Sals minerals
. Quan es crema la matèria orgànica, després d’eliminat l’aigua, queda un residu format
per sals minerals
Les sals minerals es poden trobar:
• Precipitades; constitueixen estructures sòlides, no ionitzades.
• Exoesquelets;ossos dels vertebrats; esmalt dental.
• Dissoltes donen lloc a anions i cations. Els més importants son:
Cations : Na+ , K+ , Ca2+ , Mg+
Anions : Cl- , SO 4- , HCO 3- , NO 3- .
Tenen funcions dinàmiques: Mantenen la pressió osmòtica , són amortidors del pH o
realitzen accions específiques : el Ca 2+ participa en la contracció muscular o la
coagulació de la sang; el Na+ ,i el K+ en la transmissió de l'impuls nerviós , etc.
• Associades a molècules orgàniques, Se solen trobar juntament amb proteïnes,
com les fosfoproteïnes (caseïna llet); juntament amb lípids, com els fosfolípids. i
també amb glúcids, com l’agar.

27. Les dissolucions i les dispersions col·loïdals
CONCEPTE DE DISPERSIÓ AQUOSA
Definició de dispersió: mescla heterogènia de molècules distintes. En aquest
cas aigua i altres components. (Citosol, plasma sanguini, linfa…)
Fases de que consta: fase dispersant (aigua) i fase dispersa (formada per
molècules de baix pes molecular (anomenades dispersions moleculars o
dissolucions) o partícules grans (dispersions col·loïdals, emulsions i suspensions

30. Propietats de les dissolucions
1. Osmosi. Difusió passiva d'aigua a través d'una membrana semipermeable des de la
dissolució més diluïda a la més concentrada.
2. Difusió. Repartició homogènia de les partícules d’un fluid.

31. Propietats de les dissolucions. Processos d’osmosi

32. Turgència
- Si una cèl·lula es col·loca en un medi hipotònic guanya aigua i s'infla.
- Pot esclatar si és una cèl·lula animal.
- No esclata si té paret cel·lular (cèl·lules vegetals i fongs).
Plasmòlisi
- Si una cèl·lula es col·loca en un medi hipertònic perd aigua i s'arruga.
- Mor si perd molta aigua.

33. Regulació del pH
El grau d’acidesa o basicitat (alcalinitat) d’una solució s’expressa per mitjà del
seu valor de pH.
El pH neutre té valor 7.
El pH es pot mesurar mitjançant un test colorimètric o amb un mesurador
electrònic (pHmetre).

36. En els éssers vius existeix sempre una certa quantitat de hidrogenions (H+) i d'ions hidroxil (OH-
)
• Els hidrogenions tenen caràcter àcid, mentre que els ions hidroxil ho tenen alcalí. Per tant
l'acidesa o alcalinitat del medi intern d'un organisme dependrà de la proporció que es trobin els
dos ions
• Perquè els fenòmens vitals puguin desenvolupar-se amb normalitat és necessari que la
concentració d'H+, que s'expressa en valors de pH sigui més o menys constant i pròxima a la
neutralitat, és a dir, pH=7.
• En les reaccions que tenen lloc durant el metabolisme s'estan alliberant productes tant àcids
com bàsics que tendiran a variar aquesta neutralitat si no fora perquè els organismes disposen
d'uns mecanismes químics que s'oposen automàticament a les variacions de pH. Aquests
mecanismes es denominen sistemes esmorteïdors o sistemes tampó, i en ells
intervenen de forma fonamental les sals minerals.
Regulació de l'equilibri àcid-base:

37. Regulació de l'equilibri àcid-base:
Ió bicarbonat
Àcid carbònic

38. Un tampó està format per una barreja d'un àcid feble i una sal del mateix àcid;
el més estès és el format per l'àcid carbònic (CO3H2) i el bicarbonat sòdic (CO3HNa).
Suposem que l'organisme es veu sotmès a un excés d'àcid clorhídric que, en conseqüència
alliberarà protons que faran disminuir el pH. En aquest moment entra en funcionament el sistema
esmorteïdor i ocorre el següent:
Regulació de l'equilibri àcid-base:
1. La sal (bicarbonat sòdic) reacciona amb l'àcid clorhídric:
CO3HNa + ClH NaCl + CO3H2.
La sal que es forma (NaCl) és neutra i, encara que es dissocïi, no
allibera protons i, a més, és habitualment expulsada per l'orina.
2. L'àcid carbònic que s'ha format podria incrementar l'acidesa, però
ràpidament es descompon en CO2, que s'allibera amb la respiració, i
aigua que és neutra:
CO3H2 CO2 + H2O

39. Exemple desregulació pH: Hiperventilació
Una respiració accelerada redueix de manera dràstica la quantitat de CO2 a la
sang.
Per sota d’un mínim de CO2, l’ió bicarbonat no pot mantenir els nivells normals
de pH i es poden produir: vòmits, mareigs, problemes visuals, esvaiments i, fins
i tot, la mort.

42. 7. Òsmosi i pressió osmòtica