la composiciÓ dels Éssers vius
TRANSCRIPT
La composició dels éssers vius
IES: Rocagrossa
Curs 210/111r BATXILLERAT
1. Són essers necessàriament complexos.2. Són essers cel·lulars.3. Es nodreixen.4. Es relacionen.5. 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:
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)
Els nivells d’organització de la matèria
Son els diferents graus de complexitat estructural.
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
Enllaços químics
L’enllaç químic és la unió entre àtoms, ions o molècules
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
Enllaços químics: enllaç covalent apolar
Enllaços no polars:Enllaços no polars:
Els electrons es reparteixen uniformement - entre àtoms amb electronegativitat semblant
Enllaços químics: enllaç covalent polar
Entre àtoms amb diferent Entre àtoms amb diferent electronegativitat on l’àtom electronegativitat on l’àtom de major electronegativitat de major electronegativitat atrau més fortament els atrau més fortament els electronselectrons
Enllaç intermolecular del tipus enllaç d’hidrogen
Enllaços intermoleculars
Enllaç intermolecular per forces de Van der Waals
Els bioelements o elements biogènics Són aquests elements químics que es troben en la matèria viva; poden ser primaris i secundaris.
Digues:
• Quina diferència hi ha entre bioelements plàstics i oligoelements?
• Hi ha relació entre la quantitat i la seva importància biològica ?
• A què són deguts als 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?
• Repassa una mica la formulació orgànica.
L’àtom del carboni. Hidrocarburs
Àtom del carboni. Les quatre valènciesdel carboni es disposen capals vèrtexs d’un hipotètic tetraedre
Els principis immediats o biomolècules
Imatge d’estructura d’una proteïna feta amb ordinador
1.1. Contingut d'aigua dels éssers viusL'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 :
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/biomoleculas/agua/agua.htm#pq1http://www.ehu.es/biomoleculas/agua/agua.htm#pq1
C6H12O6 + 6O2 6 CO2 + 6 H2O
5.5. Estructura de la molècula Estructura de la molècula d’aiguad’aigua
L’aigua (H2O) té propietats excepcionals en relació amb altres molècules semblants (NH3, CO2, CH4, SH2). Aquestes propietats depenen de la seua estructura :
1. Disposició tetraèdrica dels orbitals sp3
2. Encara que té una càrrega total neutra presenta una distribució asimètrica dels electrons i la converteix en una molècula polar.
L’aigua: Características fundamentales de l’aigua
Elevada força de cohesió entre les molècules .
Això explica:
• Que sigui un líquid gairebé incompressible. Idoni per donar volum a lescèl·lules, provocar la turgència de les plantes, constituir
l’esquelet hidrostàtic d’alguns animals, etc.També explica
• Que tingui una elevada tensió superficialés 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.
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.
Aquesta propietat permet que el contingut aquós de les cèl·lules serveixide 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.
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.
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).
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: Características fundamentales de l’aigua
Funcions de l’aigua en els éssers vius
Funció dissolvent i de transport de substàncies. Funció bioquímica (durant la fotosíntesi)
Funció dissolvent i de transport de substàncies. Funció bioquímica (durant la fotosíntesi)
Funció mecànica amortidoraFunció mecànica amortidora
Funció estructuralFunció estructural
Funció termoreguladoraFunció termoreguladora
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 al’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 calorde 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.
Sals mineralsSals minerals. Quan es crema la matèria orgànica, després d’eliminat l’aigua, queda un
residu format per sals mineralsLes sals minerals es poden trobar:
• Precipitades; constitueixen estructures sòlides, no ionitzades. Formen per exemple els esquelets.
• Dissoltes donen lloc a anions i cations. Els més importants son:
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.•
Associades a molècules orgàniques, Se solen trobar juntament amb proteïnes, com les fosfoproteïnes; juntament amb lípids, com els fosfolípids. i també amb glúcids, com l’agar.
Les dissolucions i les dispersions col·loïdals
CONCEPTE DE DISPERSIÓ AQUOSADefinició de dispersió: mescla homogènia de molècules distintes. En aquest cas aigua i altres components.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
Propietats de les dissolucionsPropietats de les dissolucions
1.1. Osmosi.Osmosi. Difusió passiva d'aigua a través d'una membrana semipermeable des de la dissolució més diluïda a la més concentrada.
2.2. Difusió. Difusió. Repartició homogènia de les partícules d’un fluid.
Propietats de les dissolucions. Processos d’osmosi
TurgènciaTurgència
- 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.
Estabilitat del grau d’acidesa 0 pHÉs la mesura de l’acidesa o de l’alcalinitat d’una determinada substància, la seva escala va de 0 a 14 i
El pH neutre té valor 7. Així, si el pH és inferior a 7 es diu que l’aigua és àcida Si el pH és superior a 7 l’aigua és bàsica.
El pH idoni a N.B. es troba entre 7,0 i 7,8.El pH es pot mesurar mitjançant un test colorimètric o amb un mesurador electrònic (pHmetre).
Regulació de l'equilibri àcid-base:
En els éssers vius existeix sempre una certa quantitat dehidrogenions (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.
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
Les dispersions col·loïdals: sol i gel
Formes de sol i de gel d’una dispersió col·loïdal
Diàlisi
Les dispersions col·loïdals: electroforesi
Electroforesi d’una proteïna bàsica
7. Òsmosi i pressió osmòtica7. Òsmosi i pressió osmòtica