21.04.2013 Views

apunts 1 - IES Guillem Cifre de Colonya

apunts 1 - IES Guillem Cifre de Colonya

apunts 1 - IES Guillem Cifre de Colonya

SHOW MORE
SHOW LESS

Create successful ePaper yourself

Turn your PDF publications into a flip-book with our unique Google optimized e-Paper software.

1. Els bioelements<br />

1.1 Bioelements primaris<br />

1.2 Bioelements secundaris<br />

2. Biomolècules inorgàniques<br />

2.1 L’aigua<br />

2.2 Les sals minerals<br />

1<br />

ELS BIOELEMENTS,<br />

L’AIGUA<br />

I LES SALS MINERALS<br />

<strong>IES</strong> <strong>Guillem</strong> <strong>Cifre</strong> <strong>de</strong> <strong>Colonya</strong>. BIOLOGIA BATXILLERAT 2. Professor: Bartomeu Vilanova Suau 1


2<br />

1 ELS BIOELEMENTS<br />

Si es fa una anàlisi química <strong>de</strong> cadascun <strong>de</strong>ls diferents tipus d’éssers vius, es troba que la matèria<br />

viva està constituïda per uns 70 elements. Aquests elements que es troben en la matèria viva reben el<br />

nom <strong>de</strong> bioelements o elements biogènics (<strong>de</strong> bios vida i genos = origen).<br />

Els bioelements es po<strong>de</strong>n classificar, segons la seva abundància en els dos grups següents: els<br />

bioelements primaris i els bioelements secundaris.<br />

1.1. ELS BIOELEMENTS PRIMARIS<br />

Són el H, C, O, N, P, y S. Constitueixen més <strong>de</strong>l 90<br />

% <strong>de</strong> la matèria viva.<br />

S’anomenen primaris perquè són indispensables<br />

per a la formació <strong>de</strong> les biomolècules orgàniques<br />

(glúcids. lípids, proteïnes i àcids nucleics) que són<br />

les molècules que constitueixen tots els éssers vius<br />

i que, a més, en la naturalesa. tan sols les<br />

produeixen aquests. Per això, les biomolècules<br />

també s’anomenen principis immediats <strong>de</strong> la vida.<br />

Els quatre elements més abundants a l’escorça<br />

terrestre són: O, Si, Al, Fe. En canvi els elements<br />

més abundats als organismes són: O, C, H i N<br />

- EI carboni. Té quatre electrons a la perifèria i pot<br />

formar enllaços covalents estables amb altres<br />

carbonis, que li permeten constituir llargues<br />

macromolècules. Gràcies al fet que els enllaços<br />

po<strong>de</strong>n ser simples, dobles o triples i gràcies als<br />

diferents radicals formats pels altres elements (H, O,<br />

OH, NH2, etc.). es possible un gran nombre <strong>de</strong><br />

molècules diferents que possibiliten una gran<br />

variabilitat <strong>de</strong> reaccions químiques, i, així que es<br />

pugui aprofitar la gran diversitat d’elements que hi<br />

ha a l’entorn.<br />

Per Per qu qué qu el el carboni carboni carboni i i no no no el el silici?<br />

silici?<br />

El silici també presenta quatre<br />

electrons en la darrera capa a més, és molt<br />

més abundant a l’escorça terrestre que el<br />

carboni; no obstant això, la vida esta basada<br />

en el carboni i no en el silici, perquè els<br />

enllaços C— C, C= O I C—N són prou forts per<br />

pretendre formar ca<strong>de</strong>nes (lineals o<br />

ramifica<strong>de</strong>s) i anells estables que són<br />

susceptibles <strong>de</strong> trencar-se, sense gaires<br />

dificultats, per donar lloc a altres<br />

molècules. Això permet a l’ésser viu obtenir<br />

l’energia continguda en els enllaços químics<br />

<strong>de</strong> les molècules grans, com també, quan<br />

disposa d’energia sobrant, emmagatzemar-Ia en<br />

aquests enllaços químics mitjançant la unió <strong>de</strong><br />

molècules petites.<br />

En canvi, les ca<strong>de</strong>nes forma<strong>de</strong>s per<br />

àtoms <strong>de</strong> silici (— Si—Si—) són inestables,<br />

i les ca<strong>de</strong>nes forma<strong>de</strong>s per àtoms <strong>de</strong> silici i<br />

d’oxigen, anomena<strong>de</strong>s silicones (— Si—O—Si—<br />

O—), són tan estables que gairebé són<br />

inalterables; per això no són aptes per als<br />

processos biològics. A més, mentre que el<br />

diòxid <strong>de</strong> carboni (CO 2) és gasós i soluble en<br />

aigua, fet que permet que sigui expulsat pels<br />

animals i absorbit per les plantes, el<br />

compost <strong>de</strong> silici equivalent, SiO2 (sílice),<br />

és sòlid i insoluble en aigua.<br />

.<br />

D’altra banda, els quatre enllaços covalents formats estan dirigits en l’espai cap als quatre vèrtexs<br />

d’un tetràedre imaginari. Això permet la formació d’estructures tridimensionals i formar estructures<br />

supramoleculars.<br />

- L’hidrogen. És l’altre element que resulta indispensable per formar la matèria orgànica.<br />

La matèria orgànica es <strong>de</strong>fineix com la matèria constituïda bàsicament per carboni i hidrogen. No cal<br />

cap altre element per formar matèria orgànica (Per exemple el metà, butà ... sols estan formats per C i<br />

H). Juntament amb l’oxigen abun<strong>de</strong>n a la biosfera <strong>de</strong>guts al fet que la matèria està constituïda per<br />

aigua en un percentatge que varia <strong>de</strong>l 65 % (organismes terrestres) al 90 % (organismes aquàtics).<br />

No és possible la matèria viva sense aigua. (Recordau que la vida es va originar en el medi aquàtic.)<br />

- L’oxigen. També abunda tant a la litosfera com a la hidrosfera i en els éssers vius. Oxigen i<br />

hidrogen es participen en reaccions d’oxidació-reducció.L’energia alliberada en aquestes oxidacions<br />

es aprofitada per a les funcions vitals <strong>de</strong>ls organismes.<br />

- El nitrogen. Igual que el carboni i el sofre, presenta una gran facilitat per formar compostos tant<br />

<strong>IES</strong> <strong>Guillem</strong> <strong>Cifre</strong> <strong>de</strong> <strong>Colonya</strong>. BIOLOGIA BATXILLERAT 2. Professor: Bartomeu Vilanova Suau


amb l’hidrogen (NH3) com amb l’oxigen (N0~), la qual cosa permet, en el pas d’una forma a l’altra,<br />

l’alliberació d’energia. Principalment es troba formant els grups amino (— NH2) <strong>de</strong>ls aminoàcids<br />

(molècules que constitueixen les proteïnes i les bases nitrogena<strong>de</strong>s, que són un <strong>de</strong>ls components<br />

<strong>de</strong>ls àcids nucleics. Cal <strong>de</strong>stacar que, malgrat la gran abundància <strong>de</strong> gas nitrogen a l’atmosfera, molt<br />

pocs organismes són capaços d’aprofitar-lo. Gairebé tot el nitrogen s’incorpora al món viu gràcies a<br />

les algues i les plantes, que l’absorbeixen dissolt en forma d’ió nitral (N0 -- ).<br />

- El sofre. Es troba en algunes proteïnes, enzims i vitamines <strong>de</strong> gran importància biològica.<br />

- El fòsfor. Aquest element permet establir enllaços rics en energia (com a les molècules d’ATP que<br />

són les mone<strong>de</strong>s energètiques <strong>de</strong> la cèl·lula). A més el fòsfor és molt important perquè intervé en la<br />

constitució <strong>de</strong>ls àcids nucleics (ADN i ARN), <strong>de</strong>ls fosfolípids <strong>de</strong> la membrana plasmàtica i <strong>de</strong>ls ossos<br />

<strong>de</strong>ls vertebrats, i perquè ajuda a mantenir constant l’aci<strong>de</strong>sa <strong>de</strong>l medi intern <strong>de</strong> l’organisme.<br />

1.2. ELS BIOELEMENTS SECUNDARIS<br />

Són tots els altres bioelements. Constitueixen aproximadament el 4% <strong>de</strong> la matèria viva.<br />

En aquest grup se’n po<strong>de</strong>n distingir:<br />

Bioelements secundaris més abundants, que es presenten en una concentració superior al 0,1 % i<br />

entre els quals <strong>de</strong>stacam:<br />

- Els ions Na+, K+ Cl-, mantenen l’equilibri osmòtic i són fonamentals en la transmissió <strong>de</strong> l’impuls<br />

nerviós.<br />

- El calci, forma part <strong>de</strong>ls esquelets i actua en forma iònica en diversos processos com la contracció<br />

muscular.<br />

- El magnesi és un component <strong>de</strong> molts enzims i <strong>de</strong>l pigment clorofil·la. També intervé en la síntesi i<br />

la <strong>de</strong>gradació <strong>de</strong> I’ATP, en la replicació i l’estabilització <strong>de</strong> I’ADN, en la síntesi <strong>de</strong> l’ARN, etc.<br />

Oligoelements<br />

Quan un element es presenta en proporció inferior a 0,1% és diu que és un oligoelement (<strong>de</strong>l grec<br />

oligo = escàs). En contra <strong>de</strong>l que pot semblar malgrat la seva poca abundància són imprescindibles<br />

per a la vida i la manca total pot provocar la mort.<br />

Entre els oligoelements cal esmentar, per la importància <strong>de</strong> les funcions que exerceixen.<br />

-El ferro és necessari per sintetitzar l’hemoglobina <strong>de</strong> la sang i la mioglobina, dos transportadors <strong>de</strong><br />

molècules d’oxigen, i els citocroms, uns enzims que intervenen en la respiració cel·lular.<br />

-El zinc és abundant al cervell, als òrgans sexuals i al pàncreas. En aquest darrer s’associa a l’acció<br />

<strong>de</strong> l’hormona insulina per al control <strong>de</strong> la concentració <strong>de</strong>l sucre a la sang.<br />

-El coure es requereix per formar l’hemocianina, el pigment respiratori <strong>de</strong> molts invertebrats aquàtics,<br />

i per a alguns enzims.<br />

- El cobalt fa falta per sintetitzar la vitamina B12 i alguns enzims que regulen la fixació <strong>de</strong>l nitrogen.<br />

- El manganès actua associat a diversos enzims <strong>de</strong>gradants <strong>de</strong> proteïnes, com a factor <strong>de</strong> creixement,<br />

i en els processos fotosintètics, per això la <strong>de</strong>ficiència <strong>de</strong> manganès origina esgrogueïment <strong>de</strong><br />

les fulles.<br />

- El liti actua incrementant la secreció <strong>de</strong>ls neurotransmissors i per això afavoreix l’estabilitat <strong>de</strong> l’estat<br />

d’ànim <strong>de</strong>ls malalts <strong>de</strong> <strong>de</strong>pressions endògenes.<br />

<strong>IES</strong> <strong>Guillem</strong> <strong>Cifre</strong> <strong>de</strong> <strong>Colonya</strong>. BIOLOGIA BATXILLERAT 2. Professor: Bartomeu Vilanova Suau 3


- El silici forma part <strong>de</strong> la coberta <strong>de</strong> les diatomees i dóna rigi<strong>de</strong>sa a les tiges <strong>de</strong><br />

les gramínies...<br />

- EI io<strong>de</strong> és necessari per formar l’hormona tiroi<strong>de</strong>, la seva falta provoca el goll.<br />

- El fluor es troba a l’esmalt <strong>de</strong> les <strong>de</strong>nts i als ossos.<br />

4<br />

2 BIOMOLÈCULES INORGÀNIQUES<br />

Què són els principis immediats o biomolècules ?<br />

Si s’efectua una anàlisi física <strong>de</strong> la matèria viva, <strong>de</strong> manera que es pugui separar cadascuna <strong>de</strong> les<br />

substàncies que la componen sense que aquestes s’alterin, s’arriba als anomenats principis<br />

immediats o biomolècules.<br />

Els principis immediats po<strong>de</strong>n ser:<br />

Simples quan les molècules estan forma<strong>de</strong>s per àtoms <strong>de</strong>l mateix tipus, com és el cas<br />

l’oxigen (O2)<br />

Compostos quan hi ha àtoms <strong>de</strong> diferents elements, com ara l’aigua H2O. Els principis<br />

immediats compostos po<strong>de</strong>n ser<br />

- Inorgànics: com I’aigua, les sals minerals i el diòxid <strong>de</strong> carboni<br />

- Orgànics: constituïts bàsicament per polímers <strong>de</strong> carboni i hidrogen. Com ara:<br />

els glúcids, els lípids, les proteïnes i els àcids nucleics.<br />

<strong>IES</strong> <strong>Guillem</strong> <strong>Cifre</strong> <strong>de</strong> <strong>Colonya</strong>. BIOLOGIA BATXILLERAT 2. Professor: Bartomeu Vilanova Suau


2.1 L’AIGUA<br />

L’aigua es la substància química més abundant en la matèria viva.<br />

L’aigua es troba en la matèria viva en tres formes:<br />

Com a aigua circulant; per exemple, a la sang, a la saba,<br />

etc.<br />

Com a aigua intersticial, entre les cèl·lules, sovint força<br />

adherida a la substància intercel•lular («aigua d’inhibició»).<br />

Com a aigua intracel.lular, al citosol i a l’interior <strong>de</strong>ls<br />

orgànuls cel·lulars.<br />

Contingut en aigua:<br />

Algues 98 %<br />

Espinacs 93 %<br />

Medusas 90 %<br />

Home adult 63 %<br />

Teixit nerviós 83 %<br />

Ossos 22 %<br />

Llavors 20 %<br />

Dentina 10 %<br />

EIs organismes po<strong>de</strong>n aconseguir l’aigua<br />

a) Directament a partir <strong>de</strong> l’aigua exterior<br />

b) A partir d’altres biomolècules per mitjà <strong>de</strong> diferents reaccions bioquímiques; és el que<br />

s’anomena aigua metabòlica.<br />

La molècula d’aigua<br />

L’aigua, a temperatura ambient,<br />

és líquida, al contrari <strong>de</strong>l que<br />

caldria esperar, si es consi<strong>de</strong>ra<br />

que altres molècules d’un pes<br />

molecular semblant, com el SO,<br />

el CO2, el NO2, etc., són gasos.<br />

Aquest comportament físic és<br />

<strong>de</strong>gut al fet que en la molècula<br />

d’aigua els dos electrons <strong>de</strong>ls<br />

dos hidrògens estan <strong>de</strong>splaçats<br />

cap a l’àtom d’oxigen. Per això<br />

en la molècula apareix un pol<br />

negatiu, on hi ha l’àtom d’oxigen,<br />

a causa <strong>de</strong> la <strong>de</strong>nsitat electrònica<br />

més alta, i dos pols positius, on<br />

hi ha els dos nuclis d’hidrogen a<br />

causa <strong>de</strong> la <strong>de</strong>nsitat electrònica<br />

més baixa. Així doncs, les<br />

molècules d’aigua són dipols.<br />

Entre els dipols <strong>de</strong> l’aigua s’estableixen forces d’atracció anomena<strong>de</strong>s ponts d’hidrogen, en què es<br />

formen grups <strong>de</strong> tres, quatre i fins poc més <strong>de</strong> nou molècules. Amb això, s’assoleixen pesos<br />

moleculars alts i l’aigua es comporta com un líquid. Aquestes agrupacions duren fraccions <strong>de</strong> segon,<br />

la qual cosa confereix a l’aigua totes les seves propietats <strong>de</strong> fluid. En la realitat, coexisteixen aquests<br />

petits polímers d’aigua amb molècules aïlla<strong>de</strong>s que omplen els buits.<br />

Propietats <strong>de</strong> l’aigua<br />

- Elevada força <strong>de</strong> cohesió entre les molècules<br />

Això es <strong>de</strong>gut als ponts d’hidrògen i explica que l’aigua sigui un líquid gairebé incompressible, idoni<br />

per donar volum a les cèl·lules, provocar la turgència <strong>de</strong> les plantes, constituir l’esquelet hidrostàtic<br />

d’alguns animals, etc.<br />

També explica que l’aigua tingui una elevada tensió superficial, és a dir, que la seva superfície<br />

oposi una gran resistència a trencar-se. Això permet que molts organismes visquin associats a<br />

aquesta pel·lícula superficial i que la saba bruta ascen<strong>de</strong>ixi pels tubs capil·lars.<br />

El fenomen <strong>de</strong> la capil.laritat <strong>de</strong>pèn tant <strong>de</strong> l’adhesió <strong>de</strong> les molècules d’aigua a les parets <strong>de</strong>ls<br />

conductes com <strong>de</strong> la cohesió <strong>de</strong> les molècules d’aigua entre si.<br />

<strong>IES</strong> <strong>Guillem</strong> <strong>Cifre</strong> <strong>de</strong> <strong>Colonya</strong>. BIOLOGIA BATXILLERAT 2. Professor: Bartomeu Vilanova Suau 5


- Elevada calor específica.<br />

La calor necessària per elevar la temperatura d’una substància és directament proporcional a la seva<br />

calor específica (Q = m. Ce . (t1-t0), en què Q quantitat <strong>de</strong> calor, m = massa. Ce = calor específica. t0=<br />

temperatura inicial i t1 = temperatura final):<br />

Com que la calor específica <strong>de</strong> l’aigua és elevada, fa falta molta calor per elevar-ne la temperatura.<br />

Això la converteix en estabilitzador tèrmic <strong>de</strong> l’organisme davant <strong>de</strong>ls canvis bruscos <strong>de</strong> temperatura<br />

<strong>de</strong> l’ambient.<br />

- Elevada calor <strong>de</strong> vaporització.<br />

Això és <strong>de</strong>gut al fet que per passar <strong>de</strong> l’estat líquid al gasós cal trencar tots els ponts d’hidrogen.<br />

- Densitat més alta en estat líquid que en estat sòlid.<br />

Això explica que el gel floti a l’aigua i que formi una capa superficial termoaïllant que permet la vida a<br />

sota, en rius, mars i llacs. Si el gel fos més <strong>de</strong>ns que l’aigua. al final es gelaria tota l’aigua.<br />

- Elevada constant dielèctrica.<br />

Pel fet <strong>de</strong> tenir molècules dipolars, l’aigua és un<br />

gran medi dissolvent <strong>de</strong> compostos iònics, com<br />

les sals minerals. i <strong>de</strong> compostos covalents polars,<br />

com els glúcids. El procés <strong>de</strong> dissolució és <strong>de</strong>gut<br />

al fet que les molècules d’aigua, com que són polars,<br />

es disposen al voltant <strong>de</strong>ls grups polars <strong>de</strong>l<br />

solut; en el cas <strong>de</strong>ls compostos iònics, arriben a<br />

<strong>de</strong>sdoblar-los en anions i cations, que així que<strong>de</strong>n<br />

envoltats per molècules d’aigua. Aquest fenomen<br />

s’anomena solvatació iónica.<br />

Aquesta capacitat dissolvent <strong>de</strong> l’aigua i la seva<br />

abundància en el medi natural expliquen que sigui el vehicle <strong>de</strong> transport i captació <strong>de</strong> sals minerals<br />

per les plantes, per exemple) i el medi on es fan totes les reaccions químiques <strong>de</strong> l’organisme<br />

(aquest és el cas <strong>de</strong> la digestió <strong>de</strong>ls aliments).<br />

- Baix grau d’ionització.<br />

Això fa que la concentració d’ions H3O + i OH - sigui baixa (10 -7 ) mols/litre (pH = 7). Si s’afegeix un àcid<br />

o una base, encara que sigui en poca quantitat, aquests nivells varien bruscament.<br />

Funcions <strong>de</strong> l’aigua en els éssers vius<br />

- Dissolvent: L’aigua és bàsica per a la vida, ja que gairebé totes les reaccions biològiques tenen lloc<br />

al medi aquós.<br />

- Reactiu: L’aigua intervé en nombroses reaccions químiques, per exemple, en la hidròlisi (ruptura<br />

d’enllaços amb la intervenció <strong>de</strong> l’aigua) que es dóna durant la digestió <strong>de</strong>ls aliments, com a font<br />

d’hidrògens en la fotosíntesi, etc.<br />

- Transportador. L’aigua és el mitjà <strong>de</strong> transport <strong>de</strong> les substàncies <strong>de</strong>s <strong>de</strong> l’exterior fins a l’interior<br />

<strong>de</strong>ls organismes en el mateix organisme, com ara l’ascensió <strong>de</strong> la saba bruta als arbres.<br />

- Estructural. El volum i la forma <strong>de</strong> les cèl·lules que estan manca<strong>de</strong>s <strong>de</strong> membrana rígida es<br />

mantenen gràcies a la pressió que exerceix l’aigua interna. Quan les cèl·lules per<strong>de</strong>n aigua, per<strong>de</strong>n la<br />

turgència natural, s’arruguen i fins i tot es po<strong>de</strong>n trencar (lisi).<br />

- Amortidor mecànic. Per exemple, els vertebrats tenen a les articulacions bosses <strong>de</strong> líquid sinovial<br />

que evita el fregament entre els ossos<br />

- Termoregulador. Es <strong>de</strong>guda a la seva elevada calor específica i a la seva elevada calor <strong>de</strong><br />

vaporització. Per exemple, els animals, quan suen, expulsen aigua, la qual, per evaporar-se, pren<br />

calor <strong>de</strong>l cos i. com a conseqüència, aquest es refreda.<br />

6<br />

<strong>IES</strong> <strong>Guillem</strong> <strong>Cifre</strong> <strong>de</strong> <strong>Colonya</strong>. BIOLOGIA BATXILLERAT 2. Professor: Bartomeu Vilanova Suau


2.2 LES SALS MINERALS<br />

Quan es crema la matèria orgànica, <strong>de</strong>sprés d’eliminat l’aigua, queda un residu format per sals<br />

minerals.<br />

Formes en què es po<strong>de</strong>n trobar les sals minerals<br />

- Les substàncies minerals precipita<strong>de</strong>s constitueixen estructures sòli<strong>de</strong>s,, no ionitza<strong>de</strong>s. Formen<br />

per exemple els esquelets.<br />

- Les sals minerals dissoltes donen lloc a anions i cations. Els més importants son:<br />

Cations: Na+, K+, Ca 2+ i Mg 2+ .<br />

Anions: Cl-, SO 2- , 2-<br />

4 P0 4, CO 2-<br />

3, HCO -<br />

3 i NO -<br />

3.<br />

Aquests ions mantenen constant el grau <strong>de</strong> salinitat dins l’organisme i aju<strong>de</strong>n a mantenir el pH<br />

- Les substàncies minerals associa<strong>de</strong>s a molècules orgàniques se solen trobar juntament amb<br />

proteïnes, com les fosfoproteïnes; juntament amb lípids, com els fosfolípids. i també amb glúcids, com<br />

l’agar.<br />

Funcions <strong>de</strong> les sals minerals<br />

- Formar estructures esquelètiques: Formen tant exosquelets com endosquelets, per exemple, el<br />

carbonat càlcic <strong>de</strong> les closques <strong>de</strong>l mol·luscs; el fosfat càlcic, i el carbonat càlcic que, dipositats sobre<br />

el col·lagen, constitueixen els ossos; el quars (Si02) <strong>de</strong>ls exosquelets <strong>de</strong> les diatomees i <strong>de</strong> les<br />

gramínies. etc.<br />

- Regulació <strong>de</strong>ls fenòmens osmòtics: La membrana citoplasmàtica és una membrana<br />

semipermeable i dóna lloc a diferents respostes davant <strong>de</strong> la pressió osmòtica <strong>de</strong>l medi extern.<br />

Po<strong>de</strong>m tenir tres casos:<br />

a) Si medi extern és isotònic respecte <strong>de</strong>l medi intern cel·lular, és a dir. té la mateixa<br />

concentració, la cèl.lula no es <strong>de</strong>forma.<br />

b) Si el medi extern és hipotònic (menys concentrat), la cèl.lula s’infla perquè hi entra aigua a<br />

l’interior. Aquest fenomen s’anomena turgència i és observable, per exemple, en els<br />

eritròcits si s’afegeix aigua <strong>de</strong>stil·lada a una gota <strong>de</strong> sang.<br />

c) Si el medi extern és hipertònic (més concentrat), la cèl·lula perd aigua i s’arruga, així té<br />

lloc un fenomen <strong>de</strong> plasmòlisi que acaba amb la ruptura <strong>de</strong> la membrana. Això succeeix.<br />

per exemple. en els eritròcits quan s’ afegeix aigua saturada <strong>de</strong> sal a una gota <strong>de</strong> sang.<br />

Els processos d’osmosi expliquen com aconsegueixen les plantes absorbir grans quantitats d’aigua<br />

<strong>de</strong>l sòl i per què l’aigua <strong>de</strong>l mar no fa passar la set, ja que, com que està més concentrada que el<br />

medi intracel.lular, provoca la pèrdua d’aigua en les cèl·lules.<br />

<strong>IES</strong> <strong>Guillem</strong> <strong>Cifre</strong> <strong>de</strong> <strong>Colonya</strong>. BIOLOGIA BATXILLERAT 2. Professor: Bartomeu Vilanova Suau 7


- Regulació <strong>de</strong> l’equilibri àcid-base<br />

Moltes reaccions i processos bioquímics <strong>de</strong>penen<br />

<strong>de</strong> la concentració d’ions hidrogen H+.<br />

L’aigua és neutre, però quan conté substàncies<br />

dissoltes es pot alterar el pH, i tendir cap a àcid o<br />

bàsic.<br />

Quasi tots els fenòmens vitals es <strong>de</strong>senvolupen a<br />

un pH neutre (o pròxim a 7) per la qual cosa és<br />

important per a les cèl·lules mantenir el pH dins<br />

uns límits estrictes. Qualsevol canvi brusc podria<br />

alterar l’estructura <strong>de</strong> moltes biomolècules o<br />

impediria el <strong>de</strong>senvolupament <strong>de</strong> moltes<br />

reaccions<br />

Per a compensar les variacions <strong>de</strong>l pH, els<br />

organismes han <strong>de</strong>senvolupat els sistemes<br />

tampó o amortidors <strong>de</strong> pH. Formats per: un<br />

àcid dèbil i una sal d’aquest àcid. El fonament<br />

és que, en presència <strong>de</strong> la sal, l’àcid quasi no es<br />

dissocia.<br />

8<br />

ELS ELS ELS TAMPONS<br />

TAMPONS<br />

Els tampons més comuns en els éssers vius<br />

són:<br />

Tampó Tampó fosfat fosfat: fosfat amb la sal <strong>de</strong> sodi, en els medis<br />

cel.lulars.<br />

HPO4 2- + H * ⇔ H2PO - 4<br />

Si en una cèl.lula augmentés l’aci<strong>de</strong>sa, la<br />

reacció es <strong>de</strong>splaçaria cap a la dreta, així<br />

s’amortirien les variacions. Aquest sistema<br />

manté el pH intern cel.lular constant en 7,2.<br />

Tampó Tampó bicarbonat bicarbonat en els medis intercel.lulars.<br />

H + + HCO - 3 ⇔ H2CO3 ⇔ CO2 + H2O<br />

- Estabilitzar les dispersions col·loïdals. Les sals contribueixen a mantenir les dispersions<br />

col·loïdals<br />

- Mantenir el grau <strong>de</strong> salinitat <strong>de</strong>ls organismes en el medi intern. El medi intern <strong>de</strong>ls organismes<br />

presenta unes concentracions iòniques constants. Una variació brusca pot provocar alteracions <strong>de</strong> la<br />

permeabilitat, l’excitabilitat i la contractilitat <strong>de</strong> les cèl·lules.<br />

- Antagonisme iònic: Alguns ions tenen accions antagòniques, així per exemple si el cor d’un animal<br />

s’introdueix en una solució <strong>de</strong> K+ i el Na+ el cor s’atura en diàstole, si s’introdueix en una solució <strong>de</strong><br />

Ca++ s’atura en sístole. Si es posa en una solució amb tots aquest ions el cor manté el batec durant<br />

bastant <strong>de</strong> temps.<br />

- Modifiquen les propietats dissolvents <strong>de</strong> l’aigua: Determina<strong>de</strong>s proteïnes no es dissolen en<br />

aigua <strong>de</strong>stilada i sí en solucions salines.<br />

- Accions específiques: per exemple l’ió ferrós Fe 2+ és necessari per sintetitzar l’hemoglobina, el<br />

io<strong>de</strong> en l’hormona tiroi<strong>de</strong>, l’ió magnesi Mg 2+ en la clorofil·la<br />

<strong>IES</strong> <strong>Guillem</strong> <strong>Cifre</strong> <strong>de</strong> <strong>Colonya</strong>. BIOLOGIA BATXILLERAT 2. Professor: Bartomeu Vilanova Suau


DISSOLUCIONS I DISPERSIONS COL.LOÏDALS<br />

En els éssers vius l’estat líquid està constituït per dispersions <strong>de</strong> molts tipus <strong>de</strong> molècules disperses o<br />

soluts i un sol tipus <strong>de</strong> fase dispersant o dissolvent, que és l’aigua.<br />

Els soluts po<strong>de</strong>n ser <strong>de</strong> pes molecular baix, s’anomenen cristal·loi<strong>de</strong>s, (per exemple el clorur sòdic i<br />

la glucosa) o po<strong>de</strong>n ser <strong>de</strong> pes molecular elevat, s’anomenen col.loi<strong>de</strong> (com ara les proteïnes <strong>de</strong> tipus<br />

albúmina).<br />

Les dispersions <strong>de</strong> soluts <strong>de</strong> pes molecular baix s’anomenen dissolucions veritables o simplement<br />

dissolucions i les <strong>de</strong> pes molecular elevat s’anomenen dispersions col·loïdals.<br />

Les propietats <strong>de</strong> les dispersions col·loïdals<br />

La major part <strong>de</strong>ls líquids <strong>de</strong>ls éssers vius són dispersions col.loïdals; per això és tan important estudi<br />

<strong>de</strong> les seves propietats, que són aquestes:<br />

- Capacitat <strong>de</strong> presentar-se en estat <strong>de</strong> gel. Les dispersions col.loïdals es po<strong>de</strong>n presentar en dos<br />

estats:<br />

El sol (o estat líquid) es produeix quan la fase dispersa és un sòlid i la fase dispersant és un líquid.<br />

El gel (gelatinós o semipastós)es produeix quan la fase dispersa es un líquid i la fase dispersant és<br />

un conjunt <strong>de</strong> fibres entrellaça<strong>de</strong>s entre les quals que<strong>de</strong>n retingu<strong>de</strong>s per capil.laritat i hidratació les<br />

molècules <strong>de</strong>l líquid.<br />

El citosol que hi ha a la perifèria <strong>de</strong> la cèl·lula (ectoplasma) presenta estat <strong>de</strong> gel, mentre que el citosol<br />

interior (endoplasma) presenta estat <strong>de</strong> sol.<br />

- Elevada viscositat. La viscositat és la resistència interna que presenta un líquid al moviment relatiu<br />

<strong>de</strong> les seves molècules. Les dispersions col·loïdals són molt viscoses perquè les seves molècules són<br />

molt grans.<br />

- Elevat po<strong>de</strong>r adsorbent. (S’ha d’evitar confondre l’adsorció, que és l’adhesió <strong>de</strong> les molècules d’un<br />

fluid a una superfície sense penetrar-la. <strong>de</strong> l’absorció que n’és la penetració)<br />

- Efecte Tyndall. Les dispersions col·loïdals, igual que les dissolucions veriables, són transparents i<br />

clares. Però si s’il·luminen lateralment i sobre fons fosc, s’hi observa una certa opalescència provocada<br />

per la reflexió <strong>de</strong>ls raigs <strong>de</strong> llum. Es una cosa semblant al que passa quan un raig <strong>de</strong> llum ilumina la<br />

pols d’una habitació que és a les fosques. Si la il·luminació és frontal, la pols ja no resulta apreciable.<br />

- Sedimentació. Les dispersions col.loïdals són estables en condicions normals però si se sotmeten a<br />

forts camps gravitatoris, es pot aconseguir que sedimentin les seves partícules. Això es duu a terme en<br />

les ultracentrifugadores.<br />

- Diàlisi. És la separació <strong>de</strong> les partícules disperses d’elevat pes molecular (col.loi<strong>de</strong>s) <strong>de</strong> les <strong>de</strong> baix<br />

pes molecular (cristal.loi<strong>de</strong>s). gràcies a una membrana semipermeable que tan sols <strong>de</strong>ixa passar les<br />

molécules petites (aigua i cristal.loi<strong>de</strong>s), però no les grans. Una aplicació clínica és l’hemodiàlisi. que<br />

és la separació <strong>de</strong> la urea <strong>de</strong> la sang d’individus amb <strong>de</strong>ficiència renal.<br />

- Electroforesi. Es el transport <strong>de</strong> les partícules col.loïdals gràcies a l’acció d’un camp elèctric a través<br />

d’un gel. Generalment s’utilitza per separar les diferents proteïnes que s’extreuen juntes en un teixit.<br />

<strong>IES</strong> <strong>Guillem</strong> <strong>Cifre</strong> <strong>de</strong> <strong>Colonya</strong>. BIOLOGIA BATXILLERAT 2. Professor: Bartomeu Vilanova Suau 9


10<br />

COMPLEMENTS<br />

COMPLEMENTS<br />

Enllaços Enllaços <strong>de</strong> <strong>de</strong> les les biomolècules<br />

biomolècules<br />

biomolècules<br />

Font: Font: Biologia Biologia BAT2 BAT2 Ed. Ed. McGraw McGraw Hill. Hill. Pag. Pag. 18.<br />

18.<br />

<strong>IES</strong> <strong>Guillem</strong> <strong>Cifre</strong> <strong>de</strong> <strong>Colonya</strong>. BIOLOGIA BATXILLERAT 2. Professor: Bartomeu Vilanova Suau


QÜESTIONARI<br />

QÜESTIONARI<br />

QÜESTIONARI<br />

1) Significa el mateix matèria viva que matèria orgànica?<br />

2) Per què el carboni i no el silici ha permès la matèria viva?<br />

3) Per què a temperatura ambient l’aigua és un líquid, si el SO2 és un gas?<br />

4) Per què l’aigua és un gran dissolvent? Per què no dissol els hidrocarburs?<br />

5) Quina diferència hi ha entre osmosi i diàlisi?<br />

6) Per què una forma <strong>de</strong> conservar els aliments és cobrir-los amb sal (pernil, arenga<strong>de</strong>s...)?<br />

7) Per què les fulles d’enciam es posen turgents quan es <strong>de</strong>ixen en aigua i <strong>de</strong>sprés quan es<br />

trempa l’amanida s’arruguen?<br />

8) A. Defienix sistema tampó.<br />

B. Què passaria si el medi intern <strong>de</strong>ls éssers vius no fora un sitema tampó?<br />

C. Com actua el tampó bicarbonat davant d’una baixada <strong>de</strong> pH ? i davant d’una pujada?<br />

9) Què passarà si es col loquen en aigua marina glòbuls vermells <strong>de</strong> la sang?<br />

INVESTIGA<br />

INVESTIGA<br />

INVESTIGA<br />

ACTIVITATS.<br />

ACTIVITATS.<br />

Tema Tema 1: 1: Els Els bioelements, bioelements, l’aigua l’aigua i i les les sals sals minerals<br />

minerals<br />

1) Cerca informació sobre la hièrventilació i les seves conseqüències<br />

2) Cerca el que és l’acidosi crònica. Quina funció té l’administració <strong>de</strong> carbonat sòdic en<br />

l’acidosi crònica. Quin paper creus que juguen els ossos en l’homeostasi àcid-base?<br />

3) Cerca informació sobre la tècnica <strong>de</strong> l’electroforesi i les seves aplicacions en la investigació<br />

biològica<br />

4) Cerca informació sobre l’hemodiàlisi i la seva utilització en malalts d’insuficiència renal.<br />

<strong>IES</strong> <strong>Guillem</strong> <strong>Cifre</strong> <strong>de</strong> <strong>Colonya</strong>. BIOLOGIA BATXILLERAT 2. Professor: Bartomeu Vilanova Suau 11


CONTESTA CONTESTA V V O O F<br />

F<br />

Tema1. Tema1. BIOELEMENTS. BIOELEMENTS. BIOELEMENTS. AIGUA. AIGUA. SALS SALS MINERALS<br />

MINERALS<br />

12<br />

1 Les substàncies minerals precipita<strong>de</strong>s constitueixen estructures soli<strong>de</strong>s, solubles,<br />

amb funció esquelètica.<br />

2 Una <strong>de</strong> les funcions <strong>de</strong> les sals minerals es constituir solucions amortidores<br />

3 Si el medi extern és isotònic la cèl lula s’infla perquè hi entra aigua a l’interior.<br />

4 Les dissolucions tampó consisteixen en sals minerals dissoltes gràcies a les quals els<br />

éssers vius mantenen constant el PH<br />

5 L’osmosi es el pas <strong>de</strong> dissolvent entre dues solucions <strong>de</strong> concentració igual a través<br />

d’una membrana semipermeable.<br />

6 Els calci i en potassi són ions d’efectes antagònics<br />

7 Alteracions <strong>de</strong>l PH po<strong>de</strong>n fer variar el sentit <strong>de</strong> moltes reaccions químiques.<br />

8 L’enllaç iònic es forma quan dos àtoms comparteixen electrons<br />

9 No tots els bioelements secundaris apareixen en tots els organismes vius.<br />

10 Els bioelements primaris són: l’oxigen (O), el carboni (C), l’hidrogen (H), el nitrogen<br />

(N), el fòsfor (P) i el sofre (S)<br />

11 Les molècules dipolars no es dissolen bé a l’aigua<br />

12 Els alts percentatges <strong>de</strong> H i O a la biosfera són <strong>de</strong>guts al fet que la matèria viva està<br />

constituïda bàsicament per aigua.<br />

13 Sense oxigen no hi ha matèria orgànica possible.<br />

14 El fòsfor intervé en la constitució d’àcids nucleics (ADN i ARN).<br />

15 El sodi és fonamental en la transmissió <strong>de</strong> l’impuls nerviós.<br />

16 El magnesi actua en mecanismes com la contracció muscular.<br />

17 El liti és un bioelement secundari abundant.<br />

18 El ferro intervé en la síntesi <strong>de</strong> la vitamina B12.<br />

19 L’aigua és la substància química més abundant en la matèria viva.<br />

20 El calci és un bioelement secundari indispensable<br />

21 El ferro forma part <strong>de</strong> l’hemoglobina.<br />

22 El magnesi és un bioelement secundari variable<br />

23 El clor és un bioelement secundar indispensable<br />

24 Els bioelements primaris constitueixen el 45 % <strong>de</strong>l total <strong>de</strong> la matèria viva<br />

25 El io<strong>de</strong> és necessari per a la síntesi <strong>de</strong> l’hormona tiroi<strong>de</strong>.<br />

26 L’aigua presenta una baixa calor específica<br />

27 A les emulsions col loïdals les partícules disperses són líquids<br />

28 El Zn és un bioelement secundari indispensable<br />

29 Una cèl lula col locada en un medi hipotònic sofreix plasmòlisi<br />

30 El Ca <strong>de</strong>ls ossos ajuda a combatre l’acidosi crònica.<br />

31 Les membranes semipermeables <strong>de</strong>ixen soluts però no aigua<br />

32 Les dispersions col loïdals es po<strong>de</strong>n trobar en forma <strong>de</strong> sòlid i <strong>de</strong> gel<br />

33 L’aigua té una baixa força <strong>de</strong> cohesió<br />

34 L’aigua presenta elevada constant dielèctrica.<br />

<strong>IES</strong> <strong>Guillem</strong> <strong>Cifre</strong> <strong>de</strong> <strong>Colonya</strong>. BIOLOGIA BATXILLERAT 2. Professor: Bartomeu Vilanova Suau


COMPLETA:<br />

COMPLETA:<br />

COMPLETA:<br />

Tema Tema 1: 1: BIOELEMENTS. BIOELEMENTS. AIGUA. AIGUA. SALS SALS MINERALS<br />

MINERALS<br />

1 Les dispersions <strong>de</strong> soluts <strong>de</strong> pes molecular alt, s’anomenen<br />

2 Si en un enllaç covalent els àtoms units tenen una<br />

electronegativitat similar, donen lloc a molècules…<br />

3 Els casos més importants d’enllaços entre molècules són…<br />

4 Els dos elements indispensables per a la constitució <strong>de</strong><br />

matèria orgànica<br />

5 Els bioelements primaris són<br />

6 Biolements secundaris que apareixen en tots els<br />

organismes<br />

7 Biolements secundaris que po<strong>de</strong>n faltar en alguns<br />

organismes<br />

8 Nom que reben els bioelements que es troben en proporció<br />

inferior al 0,1 %.<br />

9 El nitrogen es troba, en la matèria orgànica,<br />

principalment en forma <strong>de</strong> grups..<br />

10 L’aigua es troba en la matèria viva en tres formes…<br />

11 L’elevada força <strong>de</strong> cohesió entre les molècules d’aigua és<br />

<strong>de</strong>guda als.<br />

12 La característica <strong>de</strong> l’aigua que explica que una molècula<br />

tengui una elevada tensió superficial és<br />

13 Els organismes po<strong>de</strong>n aconseguir l’aigua a partir <strong>de</strong><br />

l’aigua exterior per mitjà <strong>de</strong> diferents reaccions<br />

bioquímiques. Això s’anomena:<br />

14 Els soluts <strong>de</strong> baix pes molecular es diuen<br />

15 Els soluts d’alt pes molecular es diuen<br />

16 Les dispersions col loïdals es troben en forma <strong>de</strong> sol i <strong>de</strong>…<br />

17 L’adhesió <strong>de</strong> molècules d’un fluid a una superfície sense<br />

penetrar-la és diu...<br />

18 Un glòbul vermell submergit en un medi hipertònic<br />

sofreig<br />

(Plasmòlisi / turgència)<br />

19 Si hi ha acidosi a la sang, l’àcid carbònic s’uneix a l’excés<br />

d’H i es <strong>de</strong>scompon en diòxid <strong>de</strong> carboni i aigua, que<br />

neutralitzen el Ph <strong>de</strong> la sang. És l’anomenat<br />

20 En les dispersions col loïdals s’hi observa opalescència<br />

quan s’il luminen lateralment i sobre un fons fosc. És<br />

l’anomenat<br />

21 Separació <strong>de</strong> les molècules col loi<strong>de</strong>s <strong>de</strong> les cristal loi<strong>de</strong>s<br />

gràcies a una membrana semipermeable.<br />

Defineix<br />

a) Dissolució tampó<br />

b) Gel<br />

c) Diàlisi<br />

d) Efecte Tyndall<br />

e) Dispersions col loïdals<br />

<strong>IES</strong> <strong>Guillem</strong> <strong>Cifre</strong> <strong>de</strong> <strong>Colonya</strong>. BIOLOGIA BATXILLERAT 2. Professor: Bartomeu Vilanova Suau 13

Hooray! Your file is uploaded and ready to be published.

Saved successfully!

Ooh no, something went wrong!