Introducció a la Biología. Inorgàniques biomoléculas.

1. Bloc 1: BIOQUÍMICA Tema 1 : Introducció a la Biologia Tema 2 : Bioelements i biomolècules inorgàniques Tema 3: Biomolècules orgàniques

2. Què és la vida? Podem dir que alguna cosa té vida quan es desenvolupa, es relaciona i té capacitat pròpia per reproduir-se Briòfit Bacteriòfag Tema 1 : Introducció a la Biologia

3. 1.2. Matèria inorgànica i matèria orgànica La matèria més elemental és inorgànica i pot cristal·litzar, compactant-se i fent-se més rígida i estable. El carboni (amb energia externa) pot formar cadenes amb certa elasticitat, compostos orgànics, que a més transporten energia química que han adquirit en augmentar el seu ordre estructural.

4. 1.3. Els nivells d’organització en els éssers vius Així, la matèria es pot anar acomplexant o organitzant-se en nivells superiors (amb més ordre) A partir del nivell cel·lular , l’ordre és tan gran, que pot començar a tenir vida pròpia. Tot nivell superior inclou l’anterior i el supera no únicament des del punt de vista estructural sinò també funcional

5. 2.2. L’àtom H + : protó (té massa i càrrega positiva). Els protons orgànics provenen de l’aigua e - : electró (no té massa però si carrega negativa) Neutró : té massa però no càrrega. Si es guanya o perd es genera un isòtop. Un compost s’ oxida quan perd electrons. En els materials orgànics com no convé que els compostos quedin ionitzats també perden un protó per cada electró. Un compost es redueix quan guanya electrons (també protons) Tema 2 : Els bioelements i les biomolècules inorgàniques

6. 2.2. Els elements químics No tots els elements de la naturalesa els poden trobar en els organismes vius. Únicament els de baix pes atòmic i reactius són els que hi pertanyen.

8. 2.2. Els enllaços químics 1. L’enllaç covalent Es produeix quan dos àtoms (amb electronegativitat semblant) comparteixen electrons Els enllaços es senyalen amb una ratlla (indica 1 parell d’electrons compartits)

9. 2.2. Els enllaços químics 2. L’enllaç iònic Un àtom perd un electró i es converteix en un ió positiu o catió . L’altre capta un electró i es converteix en un ió negatiu o anió . Són enllaços dèbils.

10. 2.2. Els enllaços químics 3. L’enllaç intermolecular S’estableixen entre molècules o parts de grans molècules. Són enllaços dèbils o molt dèbils (a vegades un canvi de temperatura, fricció, canvi de pH o presència d’altres molècules que entran en competència, provoca el trencament). S’expressen normalment amb ····· 1. Ponts d’hidrogen : en moltes ocasions l’hidrogen queda amb una petita càrrega residual per desequilibri electrònic   i  -  .

11. 2.2. Els enllaços químics 3. L’enllaç intermolecular 1. Ponts d’hidrogen Aquests tipus de molècules les anomenem com polars i són hidrosolubles

12. 2.2. Els enllaços químics 3. L’enllaç intermolecular 2. Iònics dèbils : els àcids dèbils en un medi aquós queden dèbilment ionitzats en perdre protons (àcids COO - ) o guanyar-los (bases NH 3 + )

13. 2.2. Els enllaços químics 3. L’enllaç intermolecular 3. Forces de Van der Waals o hidrofòbiques : entre zones hidrofòbiques (hidrocarbonatades). Són molt dèbils però es poden fer forts per la seva abundància en cadenes molt lineals.

14. 2.2. Els Bioelements. 1. Els bioelements plàstics Són els més nombrosos i els més essencials. S’anomenen així per què són la base de l’estructura de les molècules biològiques. Dels 11 són majoritaris el C, O, N i P. Els altres Na, K, Cl, Mg, Ca, P i S es trobem en proporcions molt petites. 1. Carboni

15. 2.2. Els Bioelements. 1. Els bioelements plàstics 2. Oxigen El trobarem a la majoria de les molècules orgàniques. És necessari per realitzar la respiració aeròbica i obtenir molta energia de substrats orgànics que oxida en compostos inorgànics no tòxics (CO 2 i H 2 O)

16. 2.2. Els Bioelements. 1. Els bioelements plàstics 3. Hidrogen Com més hidrogen conté una molècula orgànica més energia es pot obtenir d’ella per què es pot oxidar més.

17. 2.2. Els Bioelements. 1. Els bioelements plàstics 4. Nitrogen Forma part dels aminoàcids (proteïnes) i de les bases nitrogenades dels nucleòtids (àcis nucleics) El seu catabolisme passa per l’obtenció de compostos tòxics nitrogenats amoníac, àcid úric o urea) que cal eliminar. Com els organismes no productors no poden fabricar aminoàcids és necessari una dieta vegetal

18. 2.2. Els Bioelements. 1. Els bioelements plàstics 5. Fosfor En forma de fosfat es pot incorporar a M.O.

19. 2.2. Els Bioelements. 1. Els bioelements plàstics 6. Sofre És necessari per a què les plantes fabriquin un aminoàcid anomenat cisteína que forma part d’importants proteïnes

20. 2.2. Els Bioelements. 1. Els bioelements plàstics 7. Sodi El sodi és un catió molt abundant en l’exterior cel·lular i molt necessari pels processos de transport de membrana cel·lular d’altres compostos. Es perd per l’orina, suor, etc. i, en conseqüència, l’organisme necessita incorporar-lo en la dieta

21. 2.2. Els Bioelements. 1. Els bioelements plàstics 8. Potassi El potassi és fonamental en l’absorció d’aigua per els organismes, òrgans i cèl·lules així doncs ho és també pel funcionament d’aquests. És més abundant en l’interior cel·lular que en l’exterior o espai extracel·lular.

22. 2.2. Els Bioelements. 1. Els bioelements plàstics 9. Clor El clor va unit amb freqüència al sodi. És utilitzat per l’organisme per mantenir càrregues negatives en algun medi i també per fabricar àcid clorhídric i acidificar un medi. És utilitzat per fabricar CFC que són gasos propelents, refrigerants però que destrueixen la capa d’ozó. És un compost antibacterià

23. 2.2. Els Bioelements. 1. Els bioelements plàstics 10. Calci Aquest catió en animals és fonamental per l’activitat nerviosa i muscular; també per múltiples reaccions enzimàtiques com cofactor, així com missatger bioquímic. En combinació amb carbonats o fosfats dóna lloc a compostos molt durs propis de l’esquelet de la majoria d’organismes

24. 2.2. Els Bioelements. 1. Els bioelements plàstics 11. Magnesi Necessari per la duplicació del material genètic i per la funcionalitat d’alguns enzims

25. 2.2. Els Bioelements. 2. Els oligoelements Estan en una proporció molt baixa, no arriben tots junts a 0,02% però en alguns éssers la seva presència és imprescindible per la vida. Així doncs la seva quantitat no és proporcional a la seva importància. Exemples: 1. Ferro Forma part de la molècula d’hemoglobina i és el responsable de l’afinitat amb l’oxigen. També és necesari per la reproducció dels bacteris

26. 2.3. Les biomolècules inorgàniques. 1. L’aigua Compost més important i majoritari en els éssers vius. En un home adult la concentració està al voltant de 65%. Les seves propietats fisicoquímiques determinen la seva importància

28. 2.3. Les biomolècules inorgàniques. 1. L’aigua 2. Augment de volum en congelar-se Aixó comporta una disminució de densitat i surar per sobre l’aigua. Permet la vida en zones molt fredes. 3. Elevat calor específic Requereix molta calor per augmentar un grau celsius. Aixó li dóna un poder termoregulador molt important en els organismes 4. Elevat punt d’ebullició i congelació

29. 2.3. Les biomolècules inorgàniques. 1. L’aigua 5. Elevada tensió superficial (força que actua sobre un líquid i que té tendència a reduir al mínim la seva superfície). Aixó permet generar una forta unió entre les molècules d’aigua i permetre que alguns organismes petits es puguin desplaçar per sobre o que inclós no puguin travessar aquesta capa

30. 2.3. Les biomolècules inorgàniques. 1. L’aigua La capil·laritat és el resultat d’aquesta íntima unió entre les molècules d’aigua

31. 2.3. Les biomolècules inorgàniques. 1. L’aigua Osmosi : procés de difusió d’aigua a través d’una membrana semipermable des de la zona menys concentrada (hipotònica) a la més concentrada (hipotònica) fins arribar a un equilibri

32. 2.3. Les biomolècules inorgàniques. 2. Les sals minerals

33. 2.3. El control del pH. Ionització de l’aigua

34. 2.3. El control del pH. El pH i el pOH ens indiquen la concentració d’hidrogenions o grups hidroxil en aigua. pH = - Log [H + ]