TEMA 1 LA COMPOSICI DELS SSERS VIUS
Tipus denllaos qumics:
Enllaos entre tomsEnlla inic
Enlla covalentApolar
Polar
Enllaos intermoleculars
S EL MATEIX
Enlla intermolecular del tipus enlla dhidrogen Enllaos intermoleculars Enlla intermolecular per forces de Van der Waa...Enlla intermolecular del tipus enlla dhidrogen Enllaos intermoleculars Enlla intermolecular per forces de Van der Waa...Enllaos intermoleculars
Bioelements- Molta diversitat d'ssers vius per unauniformitat
qumica.
- Tots els ssers vius que es coneixen estan formats pels mateixos25
elementsqumics en la seua major part.
- Solament6 constitueixen el 98 %de tota la matria viva:CHONSP-
Uniformitat qumica amb la matria inorgnica (a nivell atmic).
- La vida t unabase qumica.
- Diverses disciplines tracten de desvetllar aquesta base qumica
(bioqumica, biologia molecular, gentica molecular,)
- Moltssima ms complexitat que la matria inanimada.
BIOELEMENTS PLSTICS (99%)
OLIGOELEMENTS
Elements qumics que formen part de les molculesdels ssers vius.70 bioelements diferents presents en quantitats molt variables.Segons labundnciaes classifiquen en:-Bioelements plstics o majoritaris (+99% matria viva)* Primaris (95 % matria viva)CHONSP* Secundaris (Ms escassos per vitals)MgCaKNaCl
-Bioelements vestigials o oligoelements. (< 0,1 %)* Presents en tots els organismesFeMnCuZnCoFIBSiVCrSeMoSn* No presents en tots els organismesResta de bioelements fins a 70
Elsbioelements primaristenen unamassaatmicapetita,en combinar-se entre si, sestableixin enllaos covalents estables. Com ms petit s un tom, ms tendeixa completar el seu darrer orbitalamb els electronsque formen els enllaosmsestablesLtom del carboni. HidrocarbursIdonetat del carboni:Per quin motiu es va triar el carboni com a base de l'esquelet de les biomolcules?1.Posseeix 4 electrons desaparellats (4 orbitals hbrids sp3) i pot formar quatre enllaos covalents simples distributs tetradricament.La disposici en tetraedre dels quatre orbitals del carboni permet formarmolcules tridimensionals.IMG_0308Orbitals en configuraci espacial tetradrica
Salt dun electr cap a un orbital superiorIMG_0306i aparici de 4 orbitals enllaats
IMG_0308
2. El carboni pot formar enllaos covalents,SimplesC - CDoblesC = CTriplesC = C
* Aquests enllaos poden seramb si mateixel que li permet formar
llargues cadenes amb un esquelet de carboni(HIDROCARBURS)
* Tamb pot formarcadenes ramificades.
* Ianells cclics.
3. Ha d'haver un equilibri entre la fora de l'enlla i la seva facilitat per a trencar-se (Els 4 enllaos del silici sn ms dbils i inestablesperqu la seva massa atmica s ms gran i els electrons estan ms allunyats del nucli)
4. L'existncia dels grups funcionals permet formar multitud de
molcules diferents.Enllaosa polarsamb el CLes molcules orgniques o
biomolcules estan construdes sobre un esquelet de carboni.
- T forma de cadenes lineals, ramificades o ccliques
- En totes elles sol haver grups d'toms molt reactius anomenats
grups funcionals.
Bioelements secundaris
IMG_0312Models molecularsLes molcules orgniques sn tridimensionals, la forma de les quals depn la seva funci. Per a representar la forma s'utilitzen diversos models.
LaiguaLa importncia de laiguaLa vida va sorgir en el medi aqutic.
L'aigua s el component majoritari delsssers vius( 65-95 % ).
Elsssers vius en estat de vida activa tenen ms proporci d'aigua que els que estan en estat de vida latent(Alguns organismes primitius i els vegetals poden reduir el seu contingut daigua sense morir, entrant en un estat de vida latent (espores , llavors...), amb la rehidrataci retorna l'activitat fisiolgica).
Dins d'un sser viu, les parts dures tenen menys aigua que les toves.
L'aigua no solament s el suport de la vida sin que participa activament en ella en forma de nombroses reaccions.
Una prdua dun 10% de laigua dun organisme pot provocar la seva mort.
IMG_0314Estructura duna mollcula daiguaLaigua (H2O) t propietats excepcionals en relaci amb altres molcules semblants (NH3, CO2, CH4, SH2). Aquestes propietats depenen de la seua estructura:1.Disposici tetradricadels orbitals sp32. Encara que t una crrega total neutra presenta una distribuci asimtrica dels electrons i la converteix en unamolcula polar.
IMG_0313IMG_0313
IMG_0315
Els ponts d'hidrogen snatraccions electrosttiquesque s'estableixen entre toms amb crregues parcials de signe oposat.Sn enllaos febles (1/20 de la resistncia d'un enlla covalent) i estrenquenfcilmentper escalfament, variacions de pH o de concentraci salina.
Els pontsdhidrogen
Estructura reticularL'aigua es pot considerar un polmer mantingut per ponts d'hidrogen. Aquests enllaos es creen i es destrueixen a gran velocitat per en conjunt mantenen les molcules d'aigua unides entre si.IMG_0316Propietats i funcions de laigua*Dissolvent universal.*Forma ponts d'hidrogen amb les substncies dissoltes.*Una substncia soluble en aigua ha de poder formar aquest tipus de ponts.*Les substncies poden ser:
Acci de dissolvent
Substncies hidrofliques
Substncies hidrofliques
Solubles en aigua i insolubles en dissolvents orgnics (no polars).Ex: Sucre i sal
Substcies hidrofbiques
Insolubles en aigua per solubles en dissolvents orgnics.Ex: Hidrocarburs i greixos
Substncies amfiptiques
Solubles en aigua i en dissolvents orgnics.Ex: cids grassos i fosfolpids
IMG_0317Solubles en aigua i en dissolvents orgnics.
Ex: cids grassos i fosfolpidsIMG_0318Substncies
hidrofbiquesSubstncies amfiptiquesAquesta propietat s molt
important en la construcci de les dobles capes de lpids que formen
lesmembranes cellulars.Cal tenir present que en qualsevol
estructura cellular membranosa hi ha medi aqus a un costat i a
l'altre de la membrana.
IMG_0319Les molcules rebutjades per l'aigua esrepleguen sobre si mateixesde tal manera que determinades zones queden molt prximes i s'estableixen unions ms fortes denominadesinteraccions hidrofbiques
En funci de lagrandria de la molculadel solut les dissolucions poden ser:Dissolucions iniquesEls soluts sn electrolits Ex. (sals dissociades en ions).
Dissolucions molecularsEls soluts sn petites molcules orgniques polars o iniques.
Dispersions collodalsNo sn veritables solucions. Els soluts sn macromolcules que tenen grups polars amb crrega elctrica
No sn veritables solucions. Sn mescles on una substncia que t una grandria de centssimes de micrmetre (entre 0,1 m i 0,001 m) es dispersa en un medi (les molcules del medi seran menors).Propietats:Solen ser grans molcules orgniques: Protenes, cids nucleics i polisacrids.Les macromolcules sn polars i estableixen ponts d'hidrogen.
A pesar de la sevagran grandria les macromolcules no sedimenten.
Una dispersi colloidalpot presentar-se en dos estats:
*Aspectesemifludo sol (comportament con una dissoluci)
* Aspecte gelatins,semislidogel(es comporta com una gelatina)
Exemples: El citoplasma cellular o la clara d'ou sn sols.Aquests estats sn reversibles. Ex: ameba per desplaar-seFuncions com a dissolvent
Mediontranscorre la majoria de les reaccions metabliques.Les macromolcules organitzen la seva estructura tridimensional envoltant-se de molcules d'aigua.
s elmitj de transportde nutrients i productes de rebuig.
En els compostos txics:
*S'incrementa la seva solubilitat. *Es diluxen en aigua per a
rebaixar la seva toxicitat.
Tipus de dissolucions
Fora de cohesi
IMG_0321Els ponts d'hidrogen incrementen el grau d'uni de les
molcules d'aigua.
- Es converteix en unlquid incompressible.-Actua d'esquelet
hidrostticen la cllula i en alguns animals invertebrats.-
Provocaturgescnciaen vegetals.- En la superfcie les molcules
d'aigua formenuna espcie de pellcula elstica.Es coneix aquesta
propietat com a tensi superficial.
Fora dadhesi
- Definici:La fora que mant unides molcules de substncies diferents.-Els ponts d'hidrogen intervenen.- s responsable del fenmen conegut com capillaritat.- Es manifesta ms intensament entre superfcies molt properes o tubs de dimetre inferior al dun cabell.- La saba bruta ascendeix en part per capillaritat.
Calor especfica
Definici:Quantitat decalor necessria per a elevar la seva
temperatura.- La temperatura s la manifestaci de l'agitaci de les
molcules d'una substncia: A ms agitaci ms temperatura.
Per a incrementar l'agitaci de les molculess necessari donar-los
energia.Si les molcules estan unides, cal afeblir o trencar primer
aquestes unions perqu puguin vibrar.En l'aigua cal invertir bona
part de la calor absorbida per les molcules a trencar els ponts
d'hidrogen amb les molcules venes.
La resta d'energia s'emprar a fer vibrar les molcules, s a dir, a
incrementar la seva temperatura.Concepte: Quantitatde calor que
absobeix un gramduna substncia perelevar la seva temperatura un
grau centgrad.-L'aigua tarda molt en escalfar-se.-Tamb tarda molt
en refredar-se.L'aigua compleix la missid'amortidor trmicdins dels
ssers vius evitant canvis sobtats / rpids de temperatura.
Calor de vaporitzaci
Definici:Quantitat de calor que cal subministrar a l'aigua
perqus'evapori.-s ms gran que per a altres substncies lquides.- Cal
que cada molcula trenquiels ponts d'hidrogen que estableix amb les
seues venes per a poder alliberar-se i passar a l'estat de
vapor.-Actuacomsistema de refrigeracia l'evaporar-se d'una
superfcie.
Fotosntesi* Es produeix la fotolisi de l'aigua i alliberament
d'Oxigen
* S'aprofiten els electrons i els ions H+ (protons) de
l'aigua.Reaccions metabliques dhidrlisi.* Interv l'aigua com un
reactiu ms.
* S'empren en el trencament de grans polmers (protenes,
polisacrids, etc. )
* Sn molt freqents en els processos digestius.
Usos bioqumics de laigua
Aigua lquida i slida
- A pressi normal (nivell del mar):Temperatura < 0 CAigua
slida (gel)Temperatura > 0 C i < 100 CAigua lquidaTemperatura
> de 100 CAigua gasosa (vapor daigua)-En el gel les molcules
d'aigua es colloquen en una xarxa tridimensional ordenada
mantinguda per 4 ponts d'hidrogen entre les molcules daigua.-La
xarxa de molcules d'aigua en el gel s menys compacta que la xarxa
de molcules en l'aigua lquida.-Al ser menys dens el gel sura sobre
l'aigua lquida.- Fins a arribar als 4 C l'aigua es contrau al
refredar-se.-La xarxa ordenada de molcules d'aigua del gel s
unaxarxa cristallinacom la de qualsevol mineral.-En establir-se4
ponts d'hidrogenper cada molcula la xarxa s menys compacta que la
de l'aigua (3,4 enllaos de terme mitj)
-Fins als 4 C en una massa d'aigua s'estableixen corrents trmics.*
Laigua freda descendeix*Laigua calenta ascendeix-L'aigua es comena
a congelar per la superfcie.-En rius i llacs el gel protegeix a la
resta de la massa d'aigua del fred extrem.Sn substncies
inorgniques
Sals inorgniques o mineralsPodem trobar-les en el mn inanimat.Poden ser:*Solubles en aigua* Insolubles en aigua- En funci daquest parmetre acompleixen funcions diferents.