A MATERIA VIVA

Bioloxía 2º Bacharelato

Tema 1

Curso 2014 - 2015

Temario CIUGA Tema 1

Clasificación dos compoñentes químicos. Tipos de enlaces químicos presentes na materia viva: covalente, iónico, pontes de hidróxeno, forzas de Van der Waals e interaccións hidrofóbicas.

Bioelementos. Concepto de bioelemento. Bioelementos primarios e secundarios. Concepto de oligoelemento.

Biomoléculas inorgánicas. Estrutura e propiedades da auga. Importancia da auga para o desenvolvemento da vida. Funcións das sales minerais. Conceptos de pH, ósmose, difusión e diálise.

Biomoléculas orgánicas: carbohidratos, lípidos, proteínas, ácidos nucleicos.

Criterios de avaliación: Recoñecer os diferentes tipos de macromoléculas que constitúen a materia viva e relacionalas coas súas funcións biolóxicas na célula. Enumerar as razóns polas que a auga e os sales minerais son fundamentais nos procesos celulares, indicando algúns exemplos das repercusións da súa ausencia.

Observacións: Nos bioelementos non é preciso extenderse moito.

A materia viva

Materia viva é a que forma os seres vivos. Inclúe a materia morta (que procede de seres vivos ou que algunha vez formou parte dos seres vivos) e oponse a materia non viva (minerais, rochas).

O estado físico da materia viva é unha complexa mestura de substancias sólidas, líquidas, gasosas e dispersións coloidais.

Os estados de agregación da materia (sólido, líquido e gas) dependen do grao de mobilidade ou de disposición espacial das partículas que a forman (átomos ou moléculas).

Os átomos que forman a materia viva están unidos principalmente por enlaces covalentes, iónicos, pontes de hidróxeno, forzas de Van der Waals e interaccións hidrofóbicas.

Os enlaces intramoleculares soen ser fortes (covalentes e iónicos) mentres que os enlaces intermoleculares poden ser fortes (covalentes) ou febles (pontes de hidróxeno e forzas de Van der Waals).

Rede cristalina

Elemento % na codia terrestre % no corpo humano

H 0,95 9,32

C 0,18 19,38

N 0,03 5,15

O 50,02 62,82

Si 25,8 trazas

Al 7,3 0,001

Fe 4,18 0,005

Resto 11,54 3,36

Tema 1

O enlace químico

Enlace iónicoProdúcese entre átomos próximos de electronegatividade moi diferente: un átomo cede electróns a outro, que os acepta. O ión negativo, ou anión, capta electróns e o ión positivo, ou catión, cédeos, e quedan unidos por atracción electrostática. As formacións cristalinas son abundantes nas estruturas esqueléticas

Enlace covalenteÉ un enlace moi forte que se produce entre átomos que teñen unha electronegatividade alta. Os átomos comparten un par de electróns conducindo á formación de moléculas moi estables.

Os enlaces covelentes poden dar lugar a moléculas moi diversas:

Apolares, como as ceras

Hidrófobas ou hidrófilas, e incluso cunha zona hidrófoba e outras hidrófila (anfipática)

Ionizadas en disolución acuosa (amínoácidos)

Dipolos, cando as electronegatividades son moi diferentes e os electróns son atraídos con máis forza polo átomo máis electronegativo (H2O, NH3).

+

+

+ -

-

-Enlace iónico

Enlace covalente apolar

Enlace covalente polar(dipolo)

Tema 1

O enlace químico

Os enlaces intermoleculares débense ás forzas electrostáticas que se establecen entre moléculas. Son moi febles. Os máis importantes son:

1. Enlace de hidróxenoSon forzas de atracción febles que se establecen nalgúns hidruros como H2O, NH3 e SH2. Son moléculas dipolares que se poden aproximar moito entre sí debido ao pequeño tamaño do hidróxeno. Debido a alta electronegatividade do osíxeno, estes enlaces son máis fortes na molécula de auga, o que causa a alta atracción das súas moléculas e algunhas das propiedades anómalas da auga.

2. Enlace por forzas de Van der WaalsSon atraccións electrostáticas entre moléculas apolares debido á aparición de dipolos instantáneos. Este fenómeno débese a variacións na distribución electrónica e a aparición de asimetrías. A aparición de dipolos permite a atracción intermolecular. Estes enlaces son tanto máis fortes canto máis grandes sexan as moléculas implicadas porque as capas electrónicas defórmanse máis facilmente. Tamén poden aparecer entre moléculas polares.

3. Interaccións hidrofóbicasSon atraccións febles entre moléculas apolares que se encontran en medio acuoso. As moléculas apolares son moléculas hidrófobas que non soen ter afinidade entre sí pero que acaban agrupadas pola acción das moléculas de auga que as rodean.Como as moléculas de auga tenden a unirse entre sí exclúen aos grupos hidrofóbicos que tenden a ficar agrupados. Se a diferencia de densidades é suficiente, ao cabo dun tempo prodúcese unha separación de fases.

-+ - +Molécula

apolarDipolo

instantáneo

Pontes de H

Tema 1

Interaccións hidrofóbicas

Bioelementos

A materia que forma os seres vivos está composta por moi poucos elementos químicos. E tan só catro elementos (carbono, nitróxeno, osíxeno e hidróxeno) suman o 99 % do total. A materia viva está constituída por estes átomos e non por outros porque foron favorecidos pola selección natural debido catro propiedades:

1. Estes elementos establecen enlaces covalentes entre si porque posúen capas electrónicas externas incompletas.

2. As moléculas son estables porque teñen un número atómico baixo e os electróns compartidos nos enlaces están próximos aos respectivos núcleos.

3. Forman moléculas polares porque o osíxeno e tamén o nitróxeno son elementos electronegativos.

4. Todos eles forman parte de moléculas simples moi accesibles e abundantes no medio ambiente.

O átomo de carbono pode formar unha ampla variedade de moléculas moi estables porque presenta catro orbitais enlazantes que se poden unir con catro átomos ou grupos funcionais mediante enlaces covalentes fortes.

Os enlaces poden ser simples, dobres ou triplos, con outros átomos de carbono ou con átomos de nitróxeno, osíxeno, hidróxeno e outros e as moléculas resultantes poden ser lineais, ramificadas ou cíclicas.

Clasificación dos bioelementos:

Primarios Secundarios Oligoelementos

Tema 1

Bioelementos

Os bioelementos primarios constitúen o 96,2% do total da materia viva e o 99% da masa das células. Son indispensables para a formación das moléculas orgánicas básicas: glícidos, lípidos, prótidos e ácidos nucleicos.

O carbono é a base da química orgánica porque os seus átomos pódense unir entre eles para formar longas cadeas, e polo tanto variadas e grandes moléculas complexas. O átomo de carbono únese por catro enlaces distribuídos en forma de tetraedro, o que dá lugar a variadas estruturas tridimensionais con propiedades diferentes debido ás diversas posicións dos catro posibles radicais unidos a un carbono. Ademais, os átomos de carbono poden formar dobres e triplos enlaces entre sí e co osíxeno ou nitróxeno. As variantes moleculares increméntanse en grande medida.

O osíxeno e o nitróxeno son moi electronegativos, co que ó estableceren enlaces covalentes con outros átomos dan, con frecuencia, moléculas dipolares. Posto que a auga é tamén dipolar, estos compostos disólvense ben nela e poden reaccionar entre sí, facendo posible os procesos bioquímicos imprescindibles para a vida.

O xofre e o fósforo non son tan electronegativos como o oxíseno polo que os seus enlaces non son tan estables e pódense romper con facilidade liberándose enerxía. O fósforo intervén en procesos de osificación.

O nitróxeno forma parte das proteínas e dos ácidos nucleicos.

O hidróxeno aparece practicamente en todos os compostos orgánicos.

Tetraedro de CH4

Tema 1

Bioelementos

BIOELEMENTOS SECUNDARIOSSon imprescindibles para a vida da célula, pero están presentes en cantidades moi pequenas (incluso por debaixo do 0,1%). Son cinco: Ca, Na, K, Mg e Cl.Preséntanse xeralmente en forma iónica.

OLIGOELEMENTOSSon elementos químicos de función catalítica que están presentes en forma vestixial (por debaixo do 0,1%)Hai dous tipos:

Indispensables: Aparecen en todos os seres vivos e son imprescindibles para a vida. Son: ferro, silicio, cobre, manganeso, boro, flúor e iodo.Variables: Aparecen en case todos os seres vivos pero poden faltar noutros. Algúns deles son: bromo, cinc, titanio, vanadio e chumbo.

Tema 1

Ferro Forma parte da hemoglobina e dos citocromos.

Cobre Forma parte dalgúns enzimas e da hemocianina (pigmento respiratorio dos invertebrados acuáticos).

Cobalto Participa na síntese da vitamina B12.

Flúor Forma parte dos osos e do esmalte dos dentes.

Silicio Aparece nos caparazóns das diatomeas e nos talos dalgúns vexetais.

Litio Intervén na acción dos neurotransmisores.

Sodio, Potasio e Cloro

Son os responsables da creación de gradientes de membrana. Son imprescindibles na transmisión

nerviosa.

Calcio

Como carbonato de calcio, é o principal constituínte dos caparazóns dos animais. Como ion calcio

intervén na contracción muscular e posibilita a permeabilidade das membranas celulares.

Magnesio Forma parte de moitos enzimas e da clorofila de moitas plantas.

As biomoléculas

Os bioelementos combínanse para formar as biomoléculas. As biomoléculas ou principios inmediatos poden illarse por medios físicos (centrifugación, decantación, diálise, filtración, etc.)Clasifícanse en: biomoléculas inorgánicas (H2O, CaCO3, CO2) e biomoléculas orgánicas (glícidos, lípidos, prótidos e ácidos nucleicos)Están formadas por esqueletos hidrocarbonados derivados dos hidrocarburos. Conteñen grupos funcionais que lles outorgan as súas características, propiedades, solubilidade e reactividade química. A maioría son macromoléculas: polímeros formados por unha secuencia de monómeros.

Grupo hidroxilo (OH): grupo funcional formado por un átomo de O e outro de H. Característico de moitos compostos orgánicos como os alcohois e os ácidos carboxílicos.

Grupo carbonilo (C=O): grupo funcional formado por un carbono unido mediante un dobre enlace a un átomo de O. Aparece en moitos compostos orgánicos como aldehidos, cetonas, ésteres e amidas.

Grupo carboxilo (COOH): grupo funcional complexo no que coinciden un grupo hidroxilo e un grupo carbonilo. Outórgalle carácter ácido ás moléculas que o posúen como os ácidos carboxílicos.

Grupo éster: combinación dun ácido carboxílico e un radical alquílico ou alcohol.

Grupo amino (NH2): grupo funcional derivado do amoniaco. É unha base débil aceptora de protóns, como as aminas.

Amida: combinación dun ácido carboxílico e unha amina.

Fosfato (H3PO4): gupo funcional formado por un ión poliatómico de fósforo. É constituínte fundamental dos nucleótidos.

ICI

I OHI

IC II OI

IIP I OHIHO

O

IOH

IIC I NH2IR

O

ICI

I NH2IR

C I OI

OII

I R'R

HIC II OI

Tema 1

Importancia da auga para a vida

Os seres vivos posúen auga, en forma de disolucións acuosas, de tres tipos:

Auga circulante: savia e sangue.Auga intersticial: entre as células e os tecidos.Auga intracelular: no interior da célula e os orgánulos celulares.

Os seres vivos toman a auga que presisan de dous xeitos:

Directamente do medio externo.De certas reaccións bioquímicas, que acontecen no interior do organismo, a partir doutras biomoléculas. Recibe o nome de auga metabólica.

Importancia da auga para a vida:

Cuantitativa: É a molécula máis abundante na materia viva. Nos seres humanos adultos constitúe o 63% do peso, no embrión un 94%. Nalgúns organismos como as algas pode chegar ao 95% e nas sementes ao 10%. Ademáis é o hábitat de moitas especies.

Cualitativa: A auga non é unha substancia inerte senón que é, física e quimicamente, moi activa. As propiedades da auga determinaron as adaptacións dos seres vivos a través dos procesos de selección natural ata tal punto que hoxe non se pode concebir a vida sen auga.

Tema 1

A molécula de auga

A auga preséntase en estado líquido a temperatura ambiente, ao contrario que outras moléculas de parecido peso molecular como o SO2, o CO2 e o NO2, que son gases. Esta característica anómala é a causa de moitas das súas funcións biolóxicas.

Moitas das propiedades da auga débense ao carácter dipolar da molécula e a súa capacidade de e establecer enlaces de hidróxeno.

Carácter dipolar: Aínda que a carga global da molécula de auga é electricamente neutra, o átomo de osíxeno ten unha certa carga negativa, mentres que os átomos de hidróxeno teñen unha certa carga positiva. Isto débese a que como o osíxeno é moito máis electronegativo que o hidróxeno, os electróns están máis tempo sobre o osíxeno que o hidróxeno. Como consecuencia fórmase un dipolo.

Enlaces de hidróxeno: Como as moléculas de auga son dipolares, entre elas fórmanse enlaces de hidróxeno, en agrupacións de entre 3 e 9 moléculas. Estas agrupacións teñen pesos moleculares elevados e duran fraccións de segundo. Como consecuencia se produce o estado líquido da auga a temperatura ambiente. Os enlaces de hidróxeno conducen á formación de estruturas reticulares no seo da auga que duran moi pouco tempo pero que lle confiren moitas das súas propiedades características.

Área electropositiva Carga δ+

Área electronegativa

Carga δ-Posición dos electróns na

molécula de auga

O ángulo de enlace H-O-H é de 109,5º, un pouco menor que o dun tetraedro

perfecto

O núcleo do hidróxeno

contén 1 protón

O núcleo do osíxeno contén

8 protóns

Tema 1

Propiedades da auga

1. Gran poder disolventeAs moléculas de auga, ao seren polares, dispóñense ao redor dos grupos polares dos compostos que están entre elas, chegando a desdobralos en anións e catións, rodeados das moléculas de auga. Este fenómeno denomínase solvatación iónica. A súa capacidade disolvente xunto coa súa abundancia no medio natural explican que sexa o vehículo de transporte nos seres vivos e o medio onde se realizan a inmensa maioría das reaccións químicas dos organismos. Os compostos iónicos, como os sales minerais, disólvense polas atraccións electrostáticas que se establecen entre as moléculas de auga e os ións do sal. A auga disolve a rede cristalina hidratando os ións que a compoñen. As moléculas polares disólvense ao formaren enlaces de hidróxeno entre as moléculas de auga e os grupos funcionais de tales moléculas.

2. Elevada forza de adhesiónAs moléculas de auga adhírense con forza aos obxectos. A capilaridade depende das á vez da capacidade de adhesión e de cohesión. O ascenso capilar da auga polos condutos vasculares dos vexetais, a circulación da savia bruta ou o ascenso de auga polos intersticios do solo débense a esta propiedade.

Disolución de HNO2

Solvatación de NaCl

Na+

Cl-

H2O

Tema 1

Propiedades da auga

3. Elevada forza de cohesiónAs moléculas de auga están moi próximas. A existencia de numerosos enlaces hidróxeno causa unha densidade tan alta que fai da auga un líquido practicamente incompresible. Grazas a esta propiedade as células manteñen a súa turxencia e, como consecuencia, algunhas plantas se manteñen ergueitas e moitos invertebrados manteñen a súa forma corporal. A tensión superficial tan elevada da auga débese á forza de atracción que as súas moléculas exercen entre sí. A elevada tensión superficial da auga é aproveitada polos animais que viven sobre a película superficial da auga.

4. Elevada calor específica e elevado calor de vaporizaciónPara elevar 1ºC a temperatura da auga fai falla moita calor (unha caloría) polo que a auga actúa como amortecedor térmico fronte aos cambios de temperatura. Para que a auga líquida pase ao estado gasoso deben romperse todos os enlaces por ponte de hidróxeno. A enerxía necesaria para isto é moi alta.

6. Elevada reactividade químicaDebido a súa capacidade para disociarse en ións H3O+ e OH-.

7. Maior densidade en estado líquido que en estado sólidoO xeo flota sobre a auga líquida. Se fora máis denso a conxelación iniciariase no fondo e acabaría conxelándose toda a auga. O xeo forma unha capa termoillante que permite a vida baixo ela e dificulta a progresión da conxelación de lagos e océanos.

Calor específica (cal/gºC)

Calor de vaporización(cal/g)

Auga 1 540

Etanol 0,581 204

Ácido acético 0,526 121

Acetona 0,54 125

Den

sida

de e

n kg

/dm

3

Temperatura en ºC

4ºC

A auga dilátase, como os demáis líquidos, cando a temperatura aumenta. Pero entre os OºC e os 4ºC contráese en lugar de dilatarse. Este comportamento anómalo implica que a súa máxima densidade prodúcese aos 4ºC.

Tema 1

Funcións biolóxicas da auga

Función disolvente: Nos seres vivos, case todas as reaccións químicas ocorren en medio acuoso, no interior ou no exterior das células.

Función bioquímica: En moitas reaccións químicas dos seres vivos a auga intervén como reactivo ou como produto.

Función de transporte: A auga é o medio de transporte habitual de todo tipo de substancias nos organismos vivos.

Función estrutural: Nas células que non teñen unha estrutura ríxida que as conteña, a súa forma depende da presión que a auga exerce no seu interior. Cando se deshidratan o seu volume diminúe.

Función amortecedora: Existen moitas estruturas amortecedoras para evitar tensións, por exemplo nas articulacións e nas plantas das patas.

Función termorreguladora: A elevada calor específica da auga e a súa alta calor de vaporización empréganse para temperar no medio interno os cambios de temperatura do medio externo.

Tema 1

Son moléculas inorgánicas que constitúen o substrato iónico no que se producen a maioría das reaccións químicas dos seres vivos. Os máis importantes son: Na+, Ca+2, K+, Fe+3, Cl-, CO32-, HCO3- ou PO43-. Atópanse en tres formas nos seres vivos:

Precipitadas, en forma insoluble, constituíndo as estruturas sólidas e ríxidas de moitos esqueletos e caparazóns. En disolución, en forma de catións e anións. Así son responsables de fenómenos e procesos de gran importancia para o funcionamento dos seres vivos, como: o mantemento da concentración osmótica, do volume celular, do pH e dos potenciais eléctricos.Asociadas a moléculas orgánicas. Exemplos: fosfoproteínas e fosfolípidos (P), hemoglobina (Fe), clorofila (Mg), vitamina B12 (Co), hormonas tiroideas (I), cisteína e metionina (S) e ácidos nucleicos (fosfatos).

Os sales minerais

Función estruturalAlgúns sales minerais precipitan no seo dunha matriz proteica, formando estruturas ríxidas

internas ou externas nas que se insiren os órganos e os tecidos. Ex: caparazón dos moluscos e crustáceos, dentina dos dentes, osos dos vertebrados e espículas silíceas dalgunhas esponxas.

Regulación do pH Algúns sales contribúen ao mantemento do pH. Os máis importantes son o tampón fosfato (no medio intracelular) e o tampón carbonato (no medio extracelular).

Creación de diferenzas de potenciais eléctricos

Algúns sales minerais en forma iónica crean diferenzas de potencial e gradientes quimiosmóticos a ambos lados dunha membrana, que son utilizados en moitos procesos

metabólicos.

Activación enzimática Algúns enzimas necesitan a presenza de determinados sales minerais para poder realizar a súa función.

Equilibrio osmótico A concentración de determinados sales minerais determina o equilibrio osmótico da célula. Por exemplo o mantemento do volume celular está regulado pola presión osmótica.

Tema 1

As dispersións coloidais e as disolucións

A maior parte da materia viva está formada principalmente por fluidos que constan dunha fase dispersa (solutos) e unha fase dispersante (a auga). Trátase de mesturas fluídas homoxéneas que non sedimentan. Poden ser de dous tipos:

Disolucións • Partículas menores de 5 nm. • Difusión. (tema 7)• Estabilidade do pH. • Ósmose.

Dispersións coloidais• Partículas entre 5 e 200 nm.• Non poden atravesar membranas.• Dispersan a luz que incide sobre elas e dán turbidez á mestura. • Alto poder de adsorción (enzima/substrato, antíxeno/anticorpo).• Sos susceptibles de ser separadas por diálise• Alta viscosidade debido ao tamaño grande das partículas.• Efecto Tyndall.• Capacidade de sedimentación. Por exemplo cando son sometidas

a centrifugado.• Capacidade de resposta á electroforese.

Os compostos anfipáticos dispérsanse na auga formando

micelas. Os grupos polares permanecen en contacto coa auga e os grupos apolares se

concentran no interior da micela. As micelas poden formar así

dispersións coloidais.

Auga

-

- - - -

- - - - -

- - - - - -

- - -

- -

- - - - - - -

- - -

Tema 1

Dispersión coloidal ou coloide é unha mestura na que o soluto non é soluble debido ao seu tamaño pero pode dispersarse homoxeneamente por todo o medio sen sedimentar nun periodo dilatado de tempo e atravesar calquera filtro, aínda que non poden atravesar membranas celulares. A maioría das macromoléculas están en forma coloidal nos seres vivos.

As dispersións coloidais poden presentarse en dous estados:Sol: forma fluida.Xel: forma xelatinosa formada por unha fase dispersa líquida e unha fase dispersante de fibras entrelazadas.

O paso de sol a xel está relacionada coa polimerización e despolimerización das fibras. Pode ser un proceso reversible ou irreversible. Exemplos: Nas células con movementos ameboides o interior do citosol está en estado sol e os pseudópodos en estado de xel. Moitos animais producen secrecións en forma de xel para reter auga e manter húmida a súa pel.

Efecto Tyndall. A iluminación lateral e sobre fondo escuro dunha dispersión coloidal permite visualizar un brillo característico que a diferencia dunha disolución verdadeira.

Electroforese. Técnica de transporte de partículas coloidais mediante a acción dun campo eléctrico a través dun xel. Utilízase para a separación de aminoácidos, pigmentos e outras moléculas con carga eléctrica. Empréganse xeles de amidón e de poliacrilamida.

Diálise. Técnica médica de separación das proteínas plasmáticas de pequeno tamaño que existen no sangue, principalmente urea, sen alterar a concentración das proteínas plasmáticas (de tamaño grande). Aplícase ás persoas que sofren insuficiencia renal.

Dispersións coloidais Tema 1

Estabilidade do pH

O pH é unha medida da concentración de ións H+ dunha disolución que se define como: – log [H+]

A auga pura está ionizada: H2O H+ + OH-

A concentración de ións H+ na auga pura é de 10-7, o seu pH é 7. Cando nunha disolución hai exceso de H+, ou defecto de OH-, o pH é baixo (entre 7 e 0). Denomínase disolución ácida.

Cando nunha disolución hai defecto H+, ou exceso de OH-, o pH é alto (entre 7 e 14). Denomínase disolución básica ou alcalina.

Os seres vivos precisan unhas condicións de pH moi estrictas en cada un dos seus órganos e tecidos para poder realizar as reaccións vitais básicas. Para manter constantes estes valores contan con sistemas amortecedores do pH ou sistemas tampón. Os cambios bruscos de pH poden alterar dramaticamente as propiedades das membranas celulares e alterar gravemente a estrutura das macromoléculas biolóxicas.

H+ H+

OH-

H+

H+

H+ H+

H+

H+

OH-

H+ H+

H+

H+ H+

H+

H+

H+

H+

H+

OH-

OH-

OH-

OH-

OH-

OH-

OH-

OH-

OH- OH-

OH-

OH-

OH- OH-

OH-

OH-

Disolución ácida Disolución neutra Disolución básica

Aumenta a concentración

de ións H+

Aumenta a concentración

de ións OH-

Aumenta a acidez

Aumenta a alcalinidade

Tema 1

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

- Lixivia, sosa cáustica

- Amoníaco

- Deterxentes

- Auga de mar

- Sangue - Saliva

- Líquido intracelular

- Leite

- Zume de tomate

- Vinagre

- Zume de limón

- Zume gástrico

pH

Acidez

Alcalinidade

Sistemas tampón ou buffer

Son substancias que neutralizan os cambios de pH dun medio cando se engaden pequenas cantidades de ácidos ou bases.

Os ácidos débiles non se disocian totalmente en disolución acuosa e poden actuar como ácidos ou como bases (ceder ou aceptar protóns).

Con exceso de H+ actúa como base e acepta un protón.Con exceso de OH- actúa como ácido e libera un protón.

A capacidade de amortecemento dun tampón oscila ao redor do valor do pH na que hai tanto ácido disociado como sen disociar.

Tampón bicarbonato: Líquidos extracelulares (pH:7,4). Representa o 75% da capacidade tamponadora total do sangue. É moi eficaz amortecendo os ácidos. Nun segundo equilibrio, o ácido carbónico resultante elimínase en forma de CO2 e auga.

Tampón fosfato: Medio intracelular como plasma e líquido intersticial. (pH: 6,86).

Estabilidade do pH

HCO3- + H+ H2CO3

H2CO3 CO2 + H2O

HPO42- + H+ H2PO4-

Niveis de pH no corpo humanoNiveis de pH no corpo humano

Sangue arterial 7,4

Sangue venoso 7,35

Líquido intersticial 7,35

Líquido intracelular 6 - 7,4

Orina 4,5

Zume gástrico 0,8

Tema 1

Ósmose

Calquer sistema, físico ou biolóxico, tende a estar en equilibrio iónico. Cando dúas solucións se poñen en contacto a través dunha membrana, a auga ou os solutos atravesan a atravesan ata que se equilibran as concentracións. As membranas biolóxicas deixan pasar auga e algúns solutos e non permiten o paso doutros solutos, son membranas semipermeables.

Ósmose é a difusión de auga a través de membranas semipermeables ata igualar as concentracións nos dous lados da membrana.

Presión osmótica é a presión que a auga exerce sobre as membranas durante ese proceso.

Regulación osmótica é o proceso polo cal a célula expulsa algúns sales do interior do citoplasma e tamén auga, para equilibrar a concentración salina. Isto é necesario para contrarrestar a entrada de auga debida á gran cantidade de macromoléculas presentes no interior da célula que teñen capacidade osmótica. De non ser así a célula incharíase ata estoupar. O volume da auga que entra na célula para equilibrar a concentración de macromoléculas compénsase coa que sae para equilibrar a concentración de sales.

O medio externo no que se desenvolven as células pode ser:Medio hipertónico: líquido cunha concentración de sales máis alta ca da célula. Causa a saída da auga do citoplasma: a plasmolise ou deshidratación celular. Medio hipotónico: líquido cunha concentración de sales máis baixa ca da célula. O medio hipotónico causa a turxencia ou lise osmótica: entrada de auga na célula, que se incha ata estoupar.Medio isotónico: líquido cunha concentración de sales igual á da célula.

Tema 1

Ósmose

Disolución hipertónica

Disolución cunha concentración maior que o líquido intracelular.

3% Na97% H2O

5% Na95% H2O

5% Na95% H2O

5% Na95% H2O

Sae auga da célula, que diminúe o seu tamaño ata que se equilibran as concentracións interna e externa.

Tema 1

Ósmose

Disolución hipotónica

Disolución cunha concentración menor que o líquido intracelular.

3% Na97% H2O

1% Na99% H2O

1% Na99% H2O

1% Na99% H2O

Entra auga na célula, que aumenta o seu tamaño ata que se equilibran as concentracións interna e externa.

Tema 1

Ósmose

Disolución isotónica

Disolución cunha concentración igual que o líquido intracelular.

3% Na97% H2O

3% Na97% H2O

3% Na97% H2O

3% Na97% H2O

Entra tanta auga na célula como a que sae, polo que o seu tamaño non varía nin se alteran as concentracions.

Tema 1

Ósmose

As células non sofren ningunha alteración.

Disolución isotónicaDisolución hipertónica Disolución hipotónica

Nas células animais a auga sae cara ao medio externo

(plasmólise), a célula retráese, enrrúgase, deixa de realizar as

súas funcións vitais e pode chegar a morrer.

Nas células vexetais a auga sae cara ao medio externo, a célula retráese e despégase da parede celular (plasmólise), deixa de

realizar as súas funcións vitais e pode chegar a morrer.

Nas células animais a auga entra no medio interno, a

célula ínchase (turxencia) e pode chegar a estoupar (lise

celular) se a diferenza de concentracións é moi grande.

Nas células vexetais a auga entra no medio interno, a célula ínchase (turxencia), pero a presenza da parede

celular impide que estoupe.

Tema 1