Tema 1. Bioelements I Biomolècules

14/9/200614/9/2006 Biología 2º BATBiología 2º BAT 11

Tema 1Tema 1

Bioelements i Bioelements i BiomolèculesBiomolècules

L’aigua i les sals L’aigua i les sals inorgàniquesinorgàniques


Tema 1: Bioelements i Tema 1: Bioelements i biomolèculesbiomolècules1. Característiques dels éssers 1. Característiques dels éssers

viusvius

Éssers vius

Éssers inanimats o inerts

Estructures propies

Funcions Funcions dels dels

éssers éssers viusvius

VidaVida

Estructures diferents no especials

No vida



viusvius- Els éssers vius estan formats per matèria viva

- Aqueixa matèria viva es classifica per nivells per a estudiar-la:

ÀtomsÀtoms

MolèculesMolècules

MacromolèculesMacromolècules

Estructures celul·larsEstructures celul·lars

Cèl·lulesCèl·lules

TeixitsTeixits

ÒrgansÒrgans

Aparells i SistemesAparells i Sistemes

IndividusIndividus

- Cada nivell té unes característiques especials que no resulten de la suma de les propietats dels components del nivell anterior.

- Els éssers vius posseeixen propietats que no existeixen en els nivells d'organització abiòtics.

Nivells abiòtics

Nivells biòtics



viusviusLa vida és una propietat emergentLa vida és una propietat emergent, nova, que no existeix abans dels , nova, que no existeix abans dels éssers vius i és conseqüència d'ells.éssers vius i és conseqüència d'ells.

Definim la vida a través de les funcions que manifesten els éssers vius:

- - Complexitat i organització de les seues estructures.Complexitat i organització de les seues estructures.

- - Intercanvi de matèria i energia amb el medi. Intercanvi de matèria i energia amb el medi.

- Creixement i desenvolupament. - Creixement i desenvolupament.

- Homeòstasi. - Homeòstasi.

- Excitabilitat o capacitat de resposta enfront dels - Excitabilitat o capacitat de resposta enfront dels estímuls. estímuls.

- Reproducció. - Reproducció.

- Capacitat d'adaptar-se al medi i evolucionar.- Capacitat d'adaptar-se al medi i evolucionar.


2. La Biologia: la ciència de la 2. La Biologia: la ciència de la vidavida

¿Què és la biologia?

La Biologia és la ciència que estudia la vida

El seu cos de coneixement creix cada any amb milions d'aportacions en forma de comunicacions científiques.

Es divideix en nombroses disciplines:

- Clàssiques (zoologia, botànica,microbiologia, citologia, histologia...)

- Noves disciplines híbrides (biofísica, bioquímica, microbiologia industrial, astrobiologia, genètica molecular, biotecnologia, enginyeria genètica...)

Tema 1: Bioelements i Tema 1: Bioelements i biomolèculesbiomolècules


- La Biologia és una ciència o conjunt de cièncias.

-Com tota ciència, s'assenta sobre les matemàtiquess'assenta sobre les matemàtiques com element de treball.

-Utilitza el mètode científicmètode científic:

* Observació* Observació

* Elaboració d’una hipòtesi* Elaboració d’una hipòtesi

* Comprovació experimental* Comprovació experimental

* Comunicació a la comunitat científica* Comunicació a la comunitat científica

* Elaboració d’una teoria o explicació científica* Elaboració d’una teoria o explicació científica




La Biologia és la ciència del futur i serà la responsable de la pròxima transformació de la societat a través de la biotecnologia.

Possibilitat de manipular el genoma dels éssers vius per a:

- Obtenir nous organismes amb propietats diferents.

- Patentar gens i organismes.

- Lluitar contra les malalties mitjançant teràpia gènica o fabricant nous fàrmacs.

- Clonar éssers vius.

- Evitar els problemes de fertilitat.

- Lluitar contra la contaminació.

- Fabricar nous aliments.




3. Unitat de composició dels éssers 3. Unitat de composició dels éssers viusvius

- Molta diversitat d'éssers vius però una uniformitat química.

- Tots els éssers vius que es coneixen estan formats pels mateixos 25 elements químics en la seua major part.

- Solament 6 constitueixen el 98 % de tota la matèria viva:

CC HH OO NN SS PP

- Uniformitat química amb la matèria inorgànica (a nivell atòmic).

- La vida té una base química.

- Diverses disciplines tracten de desvetlar aqueixa base química (bioquímica, biologia molecular, genètica molecular,…)

- Moltíssima més complexitat que la matèria inanimada.



3. Unitat de composició dels éssers 3. Unitat de composició dels éssers viusvius

Proporció comparativa d'elements químics entre cos humà, univers i escorça terrestre



3. Elements biogènics o 3. Elements biogènics o bioelementsbioelements

Elements químics que formen part de les molècules dels éssers Elements químics que formen part de les molècules dels éssers viusvius.

70 bioelements diferents presents en quantitats molt variables.

- Bioelements majoritarisBioelements majoritaris.

* PrimarisPrimaris (95 % matèria viva)

CC HH OO NN SS PP

* SecundarisSecundaris (Més escassos però vitals)

MgMg CaCa KK NaNa ClCl

- Bioelements vestigials o oligoelementsoligoelements. (< 0,1 %)

* Presents en tots els organismes

FeFe MnMn Cu Cu ZnZn CoCo F I B

Si V Cr Se Mo Sn

* No presents en tots els organismes

Resta de bioelements fins a 70



4. El món orgànic4. El món orgànic

- Les molècules orgàniques o biomolècules estan construïdes sobre

un esquelet de carboni.

- Té forma de cadenes lineals, ramificades o cícliques

- En totes elles sol haver grups d'àtoms molt reactius anomenats

grups funcionals.

MetilMetil R-R-CHCH33 CarboxilCarboxil R-R-COOHCOOH

EtilEtil R-R-CHCH22-CH-CH33 FenilFenil R-R-CHCH22--

HidroxilHidroxil R-R-OHOH AmínAmín R-R-NHNH22

MetiléMetilé R1-R1-CHCH22-R-R22 AmidaAmida R-R-CO-NHCO-NH22

AlcoholAlcohol R-R-CHCH22OHOH ÉsterÉster RR11--CO-O-CHCO-O-CH22-R-R22

Carbonil Carbonil (Aldehid)(Aldehid) R-R-COHCOH éteréter RR11--CHCH22-O-CH-O-CH22-R-R22

CarbonilCarbonil

(Cetona)(Cetona)RR11--COCO-R-R22 TiolTiol R-R-CHCH22-SH-SH



Tema 1: Bioelements i Tema 1: Bioelements i biomolèculesbiomolècules5. Enllaços 5. Enllaços

químicsquímicsEnllaç covalent:- Uneix els àtoms que formen part de les biomolècules.

- Els electrons més externs circulen en orbitals compartits per completar la seua última

capa d'electrons * Enllaços no polars:* Enllaços no polars: - els electrons es reparteixen

uniformement - entre àtoms amb

electonegativitat semblant

* Enllaços polars* Enllaços polars:- entre àtoms amb diferent :- entre àtoms amb diferent electronegativitat electronegativitat

on l’àtom de major electronegativitat atrau més on l’àtom de major electronegativitat atrau més fortament els electronsfortament els electrons


* Ponts d'hidrogen:* Ponts d'hidrogen: és una associació feble entre un àtom electronegatiu (àtom acceptador) i un àtom d’ H unit covalentment a un altre àtom (donador)

* Enllaços iònics: * Enllaços iònics: entre molècules orgàniques que presenten grups amb diferent càrrega iònica a la seua superfície

* Forces de Van der Waals: * Forces de Van der Waals: en apropar-se dos molècules, a causa de fluctuacions momentànies de

la distribució dels electrons (dipols efímers) * Interacions hidrofòbiques: * Interacions hidrofòbiques: enllaç feble generat per enllaç feble generat per

molècules hidròfobes (o les seues parts no polars) molècules hidròfobes (o les seues parts no polars) en un medi aquósen un medi aquós

Tema 1: Bioelements i Tema 1: Bioelements i biomolèculesbiomolècules5. Enllaços 5. Enllaços

químicsquímicsEnllaços no covalents : Estabilitzen les estructures moleculars i intervenen en les

reaccions específiques que tenen lloc entre les molècules.Tenim:


4. Idoneïtat del 4. Idoneïtat del carbonicarboni

Per quin motiu es va triar el carboni com a base de l'esquelet de les biomolèculas?

1. Posseeix 4 electrons desemparellats (4 orbitals híbrids sp3) pel que pot formar quatre enllaços covalents simples distributs tetraèdricament.

Salt d'un electró cap a Salt d'un electró cap a un orbital superior i un orbital superior i aparició de 4 orbitals aparició de 4 orbitals enllaçantsenllaçants

Orbitals en Orbitals en configuració configuració espacial espacial tetraèdricatetraèdrica


La disposició en tetraedre dels quatre orbitals del carboni permet formar molècules tridimensionals.


4. Idoneïtat del 4. Idoneïtat del carbonicarboni-2. El carboni pot formar enllaços covalentsenllaços covalents,

Simples C C

Dobles C C

Triples C C

* Aquests enllaços poden ser amb si mateix el que li permet formar

llargues cadenes amb un esquelet de carboni (HIDROCARBURS)

* També formar cadenes ramificades.

* I anells cíclics.

3. Ha d'haver un equilibri entre la força de l'enllaç i la seua facilitat per a trencar-se (El els 4 enllaços del silici són més dèbils i inestables)



4. 4. Idoneïtat del carboniIdoneïtat del carboni

Enllaços que Enllaços que formen formen alguns alguns bioelementsbioelements


4. L'existència dels grups funcionals permet formar multitud de molècules diferents.


4. Idoneïtat del 4. Idoneïtat del carbonicarboni

5. Ja que la vida interacciona amb les capes terrestres més properes, convé que els elements bàsics de la matèria orgànica puguen circular entre la matèria viva, l'atmosfera, la hidrosfera i la litosfera.

El carboni compleix a la perfecció eixe flux entre aquestes capes.

* Circula per l'atmosfera en forma de COCO22

* Circula per la hidrosfera en forma d'ió bicarbonat HCOHCO33--

* Circula per la litosfera en forma de carbonat càlcic CaCOCaCO33



4. Models 4. Models molecularsmolecularsLes molècules orgàniques són tridimensionals, la forma de les quals

depèn la seua funció.

Per a representar la forma s'utilitzen diversos models.



4. Models moleculars4. Models moleculars



5. 5. L’aiguaL’aigua

* La vida va sorgir en el medi aquàtic.

* L'aigua és el component majoritari dels éssers vius ( 65-95 % ).

* Es compleix la norma que els éssers vius en estat de vida activa tenen més proporció d'aigua que els que estan en estat de vida latent.

* Dins d'un ésser viu, les parts dures tenen més aigua que les blanes.

* L'aigua no solament és el suport de la vida sinó que participa activament en ella en forma de nombroses reaccions.


- Importància de l’aigua:- Importància de l’aigua:


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.



5. L’aigua: Els ponts d’hidrogen5. L’aigua: Els ponts d’hidrogen

Els ponts d'hidrogen són atraccions electrostàtiques que s'estableixen entre àtoms amb càrregues parcials de signe oposat.

Són enllaços febles (1/20 de la resistència d'un enllaç covalent) i es trenquen fàcilment per escalfament, variacions de pH o de concentració salina.



5. L’aigua: Estructura 5. L’aigua: Estructura reticularreticular

L'aigua es pot considerar un polímer mantingut per ponts d'hidrogen. Aquests enllaços es creen i es destrueixen a gran velocitat però en conjunt mantenen les molècules d'aigua unides entre si.



5. 5. L'aigua: Propietats i L'aigua: Propietats i funcionsfuncions

- Dissolvent universal.

- Forma ponts d'hidrogen amb les substàncies dissoltes.

- Una substància soluble en aigua ha de ser capaç de formar eixe tipus de ponts.

- Les substàncies poden ser:

* Substàncies hidrofíliques* Substàncies hidrofíliques

Solubles en aigua i insolubles en dissolvents orgànics (no polars).

Sucre i sal

* Substàcies hidrofòbiques* Substàcies hidrofòbiques

Insolubles en aigua però solubles en dissolvents orgànics.

Hidrocarburs i greixos

* Substàncies anfipàtiques* Substàncies anfipàtiques

Solubles en aigua i en dissolvents orgànics.

Àcids grassos i fosfolípids

5.1Acció dissolvent5.1Acció dissolvent



5. 5. L'aigua: Propietats i L'aigua: Propietats i funcionsfuncions Substàncies Substàncies

hidrofíliqueshidrofíliques




hidrofòbiqueshidrofòbiques

Les molècules Les molècules rebutjades per rebutjades per l'aigua es repleguen l'aigua es repleguen sobre si mateixes de sobre si mateixes de tal manera que tal manera que determinades zones determinades zones queden molt queden molt pròximes i pròximes i s'estableixen unions s'estableixen unions més fortes més fortes denominades denominades interaccions interaccions hidrofòbiqueshidrofòbiques




anfipàtiquesanfipàtiques

Aquesta propietat és molt important en la construcció de les dobles capes de lípids que formen les membranes cel·lulars.

Tingues en compte que en qualsevol estructura cel·lular membranosa hi ha medi aquós a un costat i a l'altre de la membrana.



5. 5. L'aigua: Propietats i L'aigua: Propietats i funcionsfuncionsTipus de Tipus de

dissolucionsdissolucionsEn funció de la grandària de la molècula del solut les dissolucions poden ser:

- Dissolucions iòniquesDissolucions iòniques

Els soluts són electrolits (sals dissociades en ions).

- Dissolucions molecularsDissolucions moleculars

Els soluts són menudes molècules orgàniques

polars o iòniques.

- Dispersions col·loïdalsDispersions col·loïdals

No són veritables solucions. Els “soluts” són macromolècules que tenen grups polars

amb càrrega elèctrica



5. L’aigua: Propietats i 5. L’aigua: Propietats i funcions funcions Tipus de Tipus de

dissolucionsdissolucionsDissolucions ióniquesDissolucions ióniques

Els soluts són compostos iònics, sals o electrolits.



Tipus de Tipus de dissolucionsdissolucions

Dissolucions molecularsDissolucions moleculars

Les molècules poden ser:

- Menudes molècules orgàniques polars com el sucre o la glucosa.

* Posseeixen grups R-OHgrups R-OH que permeten establir ponts d’hidrògen.

- Menudes molècules orgàniques iòniques com els àcids orgànics o els aminoàcids.

* Poseen grupos ionizados R-NHR-NH33++ y/o R-COOR-COO--..


5. L’aigua: Propietats i 5. L’aigua: Propietats i funcions funcions


Propietats de les dispersions col·loïdals o col·loidesPropietats de les dispersions col·loïdals o col·loides

-Solen ser grans molècules orgàniques:Solen ser grans molècules orgàniques:Proteïnes, àcids nucleics i polisacàrids.

Les macromolècules són polars i estableixen ponts d'hidrogen.

- - A pesar de la seua gran grandària les macromolècules no A pesar de la seua gran grandària les macromolècules no sedimenten.sedimenten.

- Una dispersió col·loidal pot presentar-se en dos estats: - Una dispersió col·loidal pot presentar-se en dos estats:

* Aspecte semifluïd o sol (comportament con una dissolució)

* Aspecte gelatinós, *emisólid o gel (es comporta com una gelatina)

Exemples: El citoplasma cel·lular o la clara d'ou són sols.

Aquests estats són reversibles. Ex: ameba per desplaçar-se

Tema 1: Bioelements i Tema 1: Bioelements i biomolèculesbiomolècules5. 5. L'aigua: Propietats i L'aigua: Propietats i

funcionsfuncionsTipus de Tipus de dissolucionsdissolucions

Dispersions col·loïdals: Dispersions col·loïdals: No són veritables solucions. Són mescles No són veritables solucions. Són mescles on una on una substància que té una grandària de centèssimes de substància que té una grandària de centèssimes de micròmetre (entre 0,1 µm i 0,001 µm)micròmetre (entre 0,1 µm i 0,001 µm) es dispersa en un medi (les es dispersa en un medi (les molècules del medi seran menors).molècules del medi seran menors).


Funcions com a dissolventFuncions com a dissolvent

- Medi on transcorre la majoria de les reaccions metabòliques.

- Les macromolècules organitzen la seua estructura tridimensional envoltant-se de molècules d'aigua.

- És el mitjà de transport de nutrients i productes de rebuig.

- En els compostos tòxics:

-S'incrementa la seua solubilitat.

- Es diluïxen en aigua per a rebaixar la seva toxicitat.




Força de cohesióForça de cohesió

- Els ponts d'hidrogen incrementen el grau d'unió de les molècules d'aigua.

- Es converteix en un líquid incompressiblelíquid incompressible.

- Actua d'esquelet hidrostàticd'esquelet hidrostàtic en la cèl·lula i en alguns animals invertebrats.

- Provoca turgescència turgescència en vegetals.

- En la superfície les molècules d'aigua formen una espècie de pel·lícula elàstica. Es coneix com tensió superficialtensió superficial a aquesta propietat.




Força d’adhesióForça d’adhesió

- DefinicióDefinició: La força que manté unides unides molècules de substàncies diferentsmolècules de substàncies diferents.

-Els ponts d'hidrogen intervenen.

- És responsable del fenomen conegut com capil·laritat.

- Es manifesta més intensament entre superfícies molt juntes o tubs de diàmetre inferior a un pèl.

- La saba bruta ascendeix en part per capil·laritat.




Calor Calor específicespecífic

DefinicióDefinició:Quantitat de calor necessària per a elevar la seua calor necessària per a elevar la seua temperatura. temperatura.

- La temperatura és la manifestació de l'agitació de les molècules d'una substància: A més agitació més temperatura.A més agitació més temperatura.

Per a incrementar l'agitació de les molècules és necessari donar-los energia.

Si les molècules estan unides, cal afeblir o trencar primer eixes unions perquè puguen vibrar.

En l'aigua cal invertir bona part de la calor absorbida per les molècules a trencar els ponts d'hidrogen amb les seues veïnes.

La resta d'energia s'emprarà a fer vibrar les molècules, és a dir, a incrementar la seua temperatura.




Calor Calor específicespecífic

L'aigua tarda molt en calfar-se.

També tarda molt en refredar-se.

L'aigua compleix la missió d'amortidor tèrmicd'amortidor tèrmic dins dels éssers vius evitant canvis bruscs de temperatura.




Calor de Calor de vaporitzacióvaporització

DefinicióDefinició:Calor que cal subministrar a l'aigua perquè s'evapore.

És molt major que per a altres substàncies líquides.

Cal que cada molècula trenque els ponts d'hidrogen que estableix amb les seues veïnes per a poder alliberar-se i passar a l'estat de vapor.

Actua com sistema de refrigeraciósistema de refrigeració a l'evaporar-se d'una superfície.




Usos bioquímics de Usos bioquímics de l’aigual’aigua

FotosíntesiFotosíntesi

* Es produeix la fotolisi de l'aigua i alliberament d'O2

* S'aprofiten els electrons i els ions H+ de l'aigua.

Reaccions metabòliques d’hidrólisiReaccions metabòliques d’hidrólisi.

* Intervé l'aigua com un reactiu més.

* S'empren en el trencament de grans polímers (proteïnes, polisacàrids, etc. )

* Són molt freqüents en els processos digestius.


funcionsfuncions


Aigua líquida i Aigua líquida i sòlidasòlida

- A pressió normal (nivell del mar):

Temperatura < 0 ºCTemperatura < 0 ºC Aigua sòlida (gel)Aigua sòlida (gel)

Temperatura > 0 ºC i < 100 ºCTemperatura > 0 ºC i < 100 ºC Aigua líquidaAigua líquida

Temperatura > de 100 ºCTemperatura > de 100 ºC Aigua gasosa (vapor Aigua gasosa (vapor d’aigua)d’aigua)

-En el gel les molècules d'aigua es col·loquen en una xarxa tridimensional ordenada mantinguda per 4 ponts d'hidrogen entre les molècules d’aigua.

-La xarxa de molècules d'aigua en el gel és menys compacta que la xarxa de molècules en l'aigua líquida.

-AL ser menys dens el gel sura sobre l'aigua líquida.

-- Fins a arribar als 4 ºC l'aigua es contrau al refredar-se.





La xarxa ordenada de molècules d'aigua del gel és una xarxa cristal·lina com la de qualsevol mineral.

En establir-se 4 ponts d'hidrogen per cada molècula la xarxa és menys compacta que la de l'aigua (3,4 enllaços de terme mitjà)


funcionsfuncions



Fins als 4 ºC en una massa d'aigua s'estableixen corrents tèrmics.

L’aigua freda descendeixaigua freda descendeix L’aigua calenta ascendeixaigua calenta ascendeix

L'aigua es comença a congelar per la superfície.

En rius i llacs el gel protegeix a la resta de la massa d'aigua del fred extrem.


funcionsfuncions


6. Sals inorgàniques o 6. Sals inorgàniques o mineralsminerals

- Són substàncies inorgàniques

- Podem encontrar-les en el món inanimat.

- Poden ser:

* Solubles en aiguaSolubles en aigua

* Insolubles en aiguaInsolubles en aigua

- En funció d’aquest paràmetre acompleixen funcions distintes.



Sals minerals Sals minerals

insolubles insolubles en aiguaen aigua

Estat sòlidEstat sòlidFunció plàsticaFunció plàstica

Confereixen rigidesa i Confereixen rigidesa i resistència a les resistència a les

estructures biològiques.estructures biològiques.

Closques

Esquelet internEn

cèl·lules vegetals

Orientació Animals

CaCO3 en crustacis, mol·luscos i algunes algues. Silícis en radiolaris i diatomees.

En vertebrats fosfat, clorur, fluorur i carbonat càlcic.

Fluorur càlcic en l’esmalt de les dents.

Incrustacions silícies en fulles i tiges (tiges de canya, fulla d’ortiga, fulles de cereals).

Rebutjos metabòlics en forma d’oxalat càlcic en cèl·lules.

Otòlits de l'òrgan de l'equilibri (CaCO3).

Partícules de magnetita en nombroses espècies

Tema 1: Bioelements i Tema 1: Bioelements i biomolèculesbiomolècules6. Sals inorgàniques o 6. Sals inorgàniques o

mineralsminerals

Mineralització de les parets de cel·lulosa


Sals minerals Sals minerals

solublessolubles en aiguaen aigua

Disociades en Disociades en ions: Electròlitsions: Electròlits

Funció no Funció no plàsticaplàstica

Funció Catalítica

Funció osmòtica

Funció tamponadora

Mantenen el pH constant.Sistema CO3

2- / HCO3-

Sistema H2PO4- /

HPO4=

Cu+, Mn2+, Mg2+, Zn+... Cofactors enzimàtics.

Fe2+/Fe3+ ................ Grup Hemo.

Mg2+ ..................... Clorofiles.

Ca2+ ..................... Contracció muscular.

Ca2+, Na+, K+, Cl-

Creació de gradients electroquímics.

Transmissió de l’impuls nerviós.

Sinapsi neuronal.

Secreció cel·lular.

Moviment d’aigua entre compartiments.

Tema 1: Bioelements i Tema 1: Bioelements i biomolèculesbiomolècules6. Sals inorgàniques o 6. Sals inorgàniques o

mineralsminerals

Funció nutrient

Els autòtrofs utilitzen NO-

3, SO2-4, PO3-

4,… per a sintetitzar compostos orgànics


7. Òsmosi i pressió 7. Òsmosi i pressió osmòticaosmòtica

Difussió Transport actiu

- Per a substàncies a les que la membrana és permeable.

- Movimient de soluts

- No requereix energia

- Per a substàncies a les que la membrana és impermeable

- Requereix energia

- Transportadores de membrana

Òsmosi

- Movimient d’aigua

- Requereix membrana semipermeable

Definicions:Definicions:

ÒsmosiÒsmosi: Difusió passiva d'aigua a través d'una membrana semipermeable des de la dissolució més diluïda a la més concentrada.

Pressió osmòticaPressió osmòtica:: Pressió necessària per a detenir el flux d'aigua a través de la membrana semipermeable.



H2OH2O

La diferència de concentració fa entrar aigua en A. A major diferència de concentració major altura arribarà el nivel de la disolución en A

A B BA

Quan les concentracions s’ igualen segueix havent moviment d’aigua però la quantitat que ix d’un compartiment és la mateixa que entra en ell.

Membrana semipermeableMembrana semipermeable


7. Òsmosi i pressió 7. Òsmosi i pressió osmòticaosmòtica


A BBA

Dissolució hipertònica

(Hiperosmòtica)

Dissolució hipotònica

(Hiposmòtica)

Dissolucions isotòniques

(isosmòtiques)

+ concentrat - concentrat

Igual concentración

Tipos de disoluciones en función de la concentración Tipos de disoluciones en función de la concentración de solutos.de solutos.

Tema 1: Bioelements i Tema 1: Bioelements i biomolèculesbiomolècules7. Òsmosi i pressió 7. Òsmosi i pressió

osmòticaosmòtica


TurgescènciaTurgescència

- 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).

Plasmolisi

- Si una cèl·lula es col·loca en un medi hipertònic perd aigua i s'arruga.

- Mor si perd molta aigua.


osmòticaosmòtica



osmòticaosmòtica


8. Ionització de l’aigua i escala 8. Ionització de l’aigua i escala de pHde pH

- L’aigua s’ionitza donant lloc a ions hidroxilhidroxil (OHOH--)) i hidronihidroni (HH33OO++).

- Encara que per conveni s'utilitza el símbol H+ per a l'ió hidroni la seva estructura real és H3O+.

- En l'aigua no hi ha protons (H+) nus sinó hidratats (H3O+)

- A 25ºC Producte iònic de l’aigua =(H+)·(OH-)=1·10-4M

Aigua pura (químicament neutra) (H+)=(OH-)= 1·10-7



Concepte de pHConcepte de pH

- Mesura l'acidesa o basicitat (alcalinitat) de les dissolucions aquoses.

- Ve definit per la concentració d'ions hidroni (H+).

- Aquesta concentració arriba a valors molt petits en les dissolucions aquoses. Si observes la columna esquerra

veuràs que aquesta concentració té uns valors tan petits com 0,00000000000001 (10 -14).

Una simple transformació matemàtica deixa nombres molt més fàcils de treballar .

pH1010 Log1

Log H

H

Tema 1: Bioelements i Tema 1: Bioelements i biomolèculesbiomolècules8. Ionització de l’aigua i escala de pH8. Ionització de l’aigua i escala de pH


Escala d’acidesaEscala d’acidesa

-L'aigua químicament pura es considera neutra quant a l'acidesa.

- És a dir, existeixen el mateix nombre d'ions H+ i d'ions OH-.

- El producte iònic de l'aigua ( %[H+] x %[OH-] )

a 25 ºC és de 1 x 10-14.

- Llavors %[H+] = 1 x 10-7 ; pH = 7.

- D'aquí resulta l'escala d'acidesa de les dissolucions.



Sistemes tampóSistemes tampó

-Estan formats per un àcid dèbil i la seva base conjugada o bases dèbils i els seus àcids conjugats

- Estabilitzen el pH al voltant d'un valor determinat encara se s’afegeisca un àcid o una base a causa del desplaçament de l’equilibri de la reacció.

- El seu funcionament es basa en un parell de substàncies que actuen com donador-acceptor de protons segons convinga.

-Poden ser de naturalesa orgànica com les proteïnes, aminoàcids, hemoglobina inorgànica com el tampó bicarbonat i fosfat.

-És una funció molt important en els éssers vius ja que les proteïnes són molt sensibles a petits canvis de pH.



Sistema tampó monofosfato – monofosfato – bifosfatobifosfato

o sistema tampó fosfato sistema tampó fosfat

- Manté pH estable al voltant de 7,2

-Sistema tampó carbonat-carbonat-bicarbonatbicarbonat

o sistema tampó bicarbonat

- Manté pH estable al voltant de 7,5

- En el plasma sanguini

H H

H

H3O

H

PO PO + +

+

+

- = 2 4 4

Entrada de H30+ a la disolució

Eixida de H30+ de la disolució

Sistemes tampóSistemes tampó


CO CO

CO

3

3

2 2 2 H

H

H

H

H H

+

+

+

+ +

O

CO 3 2 H

Entrada de H+ a la disolució

Eixida de H+ de la dissolució

CO2+H20 H2CO3 HCO3-

+H+

H3O+


Fi

Tema 1. Bioelements I Biomolècules

Education

Transcript of Tema 1. Bioelements I Biomolècules