2. Són essers necessàriament complexos.
Són essers cel·lulars.
Es nodreixen, relacionen es reprodueixen.
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:
LECTURA RECOMANADA
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
6. Enllaços químics: Enllaç iònic
Es dóna quan un dels àtoms capta electrons de l’altre.
L’enllaç iònic es dona entre àtoms d’electronegativitat
molt diferent, entre àtoms molt electronegatius i àtoms
mot electropositius.
Enllaç covalent:
Es forma quan dos àtoms comparteixen electrons.
Es dona entre àtoms d’electronegativitat alta i similar.
Els electrons més externs circulen en orbitals
compartits per completar la seua última capa d'electrons
7. Enllaços químics: enllaç covalent apolar
Els electrons es reparteixen uniformement entre
àtoms amb electronegativitat semblant.
8. Enllaços químics: enllaç covalent polar
Entre àtoms amb diferent electronegativitat on l’àtom de
major electronegativitat atrau més fortament els electrons
9. Enllaç intermolecular del tipus
enllaç d’hidrogen
Enllaços intermoleculars
Enllaç intermolecular per forces de
Van der Waals
10. Els Bioelements
Són aquests elements químics que es troben en la matèria
viva; poden ser primaris i secundaris depenent de la seva
abundància.
BIOELEMENTS
PLÀSTICS 99%
OLIGOELEMENTS
11. ELS BIOELEMENTS PRIMARIS
O i H són abundants als e.v.
perquè formen part de
l’aigua.
65-90%
Medi de les reaccions
químiques
C,N,P iS són més abundants
a la biosfera. La vida ha
utilitzat els elements més
apropiats, no els més
abundants.
12. REPASSEM
• Quina diferència hi ha entre bioelements plàstics i oligoelements?
• Hi ha relació entre la quantitat i la seva importància biològica ?
• A què són deguts els percentatges diferents d’hidrogen i d’oxigen a la biosfera
respecte a les diferents capes de la terra?
• Quines són les propietats dels bioelements primaris?
13. L’àtom del carboni. Hidrocarburs
Àtom del carboni.
Les quatre valències del carboni es disposen cap
als vèrtexs d’un hipotètic tetraedre
Forma estructures
tridimensionals estables
Massa atòmica
relativament petita
Amb l’H fa enllaços
covalents apolars, amb
l’O,N i P els forma polars
Pot enllaçar-se amb
altres C amb un dos o
tres enllaços.
14. Altres bioelements primaris
Forma enllaços estables amb el
carboni com en els hidrocarburs, que
són insolubles en aigua.
OXIGEN
Bioelement més electronegatiu,
forma enllaços covalents polars i per
tant les molècules que el contenen
són hidrosolubles.
NITROGEN
SOFRE
FOSFOR
Formen grups funcionals com el
grup amino –NH2
grups sulfidril o tiol –SH
grup fosfat (PO4)3-.
16. Els principis immediats o biomolècules
Imatge d’estructura d’una proteïna feta amb ordinador
17. Una pèrdua d’un 10% de l’aigua d’un organisme pot provocar la seva mort.
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
Contingut d'aigua dels éssers vius
L'aigua constitueix aproximadament un 70% del pes dels éssers vius.
Aquesta proporció depèn 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.
18. Aigua intracel·lular:
citoplasma, interior dels
orgànuls
Aigua intersticial, situada
en l'exterior cel·lular, com
en el teixit conjuntiu
Aigua circulant: Sang,
limfa, saba
L'aigua es troba
en la matèria viva
en tres formes:
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.
19. Estructura de la molècula d’aigua
2. Encara que té una càrrega total
neutra presenta una distribució
asimètrica dels electrons i la
converteix en una molècula polar.
1. Disposició tetraèdrica dels
orbitals sp3
L’aigua (H2O) té propietats
excepcionals en relació amb altres
molècules semblants (NH3, CO2,
CH4, SH2). Aquestes propietats
depenen de la seva estructura :
20. L’aigua: Características fundamentales de l’aigua
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.
Té una elevada tensió
superficial: 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.
Elevada força
de cohesió
entre les
molècules .
21. Elevada calor específica.
calor específica: 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.
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: Características fundamentales de l’aigua
L'aigua és el líquid que més substàncies dissol (dissolvent universal).
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.
22. L’aigua: Características fundamentales 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.
vehicle de transport i captació de sals minerals per les plantes, per exemple)
medi on es fan totes les reaccions químiques de l’organisme
23. 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
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
L’aigua: Característiques fonamentales de l’aigua
24. 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
25. 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.
Funcions de l’aigua en els éssers vius
26. 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.
Funcions de l’aigua en els éssers vius
27. Sals minerals
Les sals
minerals es
poden trobar
Precipitades Dissoltes
Associades a
molècules
orgàniques
Cations : Na+ , K+ , Ca2+ , Mg+
Anions : Cl- , SO4- , CO32- ,
HCO3- , NO3- .
Tenen funcions dinàmiques: Mantenen la
pressió osmòtica , són amortidors del pH o
realitzen accions específiques : el Ca2+
participa en la contracció muscular o la
coagulació de la sang; el Na+ ,i el K+ en la
transmissió de l'impuls nerviós , etc.
28. Les dissolucions i les dispersions col·loïdals
Depenent del tamany
de les partícules
mescla homogènia de
molècules distintes.
En aquest cas aigua i
altres components
dispersió
Fases
fase dispersant
(aigua)
fase dispersa
dispersions
moleculars o
dissolucions
dispersions
col·loïdals,
emulsions i
suspensions
29. 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.
35. 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 hidroxilions 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.
REVISIÓ: Estabilitat del grau d’acidesa 0 pH
36. 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
