unitat5

Unitat 5

Bioquímica , la química de la vida

Unitat 5: Bioquímica (30 h)Índex• 5.1. Nivells d’organització de la matèria viva• 5.2. Bioelements• 5.3. Biomolècules o principis immediats

– 5.3.1 Enllaços a les biomolècules– 5.3.2. Biomolècules inorgàniques

• L’aigua– Propietats físico-químiques i funcions biològiques– El pH

• Les sals minerals – 5.3.3. Biomolècules orgàniques

• 5.4. Proteïnes– 5.5.1. Composició i característiques– 5.5.2. Estructura– 5.5.3. Composició biològica– 5.5.4. Enzims

• 5.5. Àcids nucleics– 5.6.1. Nucleòsids i nucleòtids– 5.6.2. ADN– 5.6.3. ARN

Unitat 5: Bioquímica5.1. Nivells d’organització de la matèria viva

• Quan s’estudia la biosfera es posa de manifest que a les formes de vida existeix:– Diversitat de

• Mida• Forma• Ambient que habiten

...

– Unitat a nivell químic– En la composició dels organismes– En el tipus de reaccions que es produeixen:

» majoritàriament orgàniques» En el medi aquàtic» A l’interior de cèl·lules

Unitat 5: Bioquímica5.1. Nivells d’organització de la matèria viva

(pàg 183)

La composició, estructura i funcionament dels organismes s’estudia des dels 4 nivells de complexitat següents:

Unitat 5: Bioquímica5.1. Nivells d’organització de la matèria viva

àtoms

molècules

cèl·lules

Que emmagatzemen i processen informació que els permet mantenir-se estables en medis canviants

teixits

òrganssistemes i aparellsorganismes

poblacionscomunitatsecosistemesbiosfera

partícules subatòmiques

Nivell molecular estudiat per la bioquímica, la biologia molecular, la gènetica

Nivel cel·lularestudiat per la citologia i la microbiologia

Nivel pluricel·lular estudiat per la histologia, anatomia i fisiologia, zoologia, botànica

Nivell comunitariEstudiat per l’ecologia

Unitat 5: Bioquímica5.2. Bioelements (pàg 184-185)

•Són els 30 elements químics que es troben als éssers vius

•No són exclusius dels éssers vius i també els trobem a l’escorça terrestre, l’aire i la hidrosfera, tot i que en proporcions diferents (gràfiques pàg 184)

•Distingim 2 grups segons la seva abundància en els éssers vius

•Bioelements plàstics:•Formen el 99% de la matèria viva i són presents en tots els organismes•Són 11: H, O, C, N, P, S, Na, K, Ca, Mg, Cl

•Oligoelements:•Es troben en quantitats molt petites i no en tots els organismes

Unitat 5: Bioquímica5.2. Bioelements

Bioelements plàstics

•H: Forma part de l’aigua i de les molècules orgàniques

•O: Forma part de l’aigua i de les molècules orgàniques i és utilitzat en forma molecular per moltes formes de vida per a oxidar els nutrients i extreure`n l’energia en el procés de a respiració aeròbia

•C: Element•No metàl·lic•Lleuger•Tetravalent: pot establir 4 enllaços amb àtoms o grups d’àtoms

•D’altres elements•De carboni formant cadenes que seran l’esquelet de la majoria de molècules biològiques (les anomenades molècules orgàniques)

•Es troba a totes les molècules orgàniques que es formen a partir del CO2 atmosfèric a través de la fotosíntesi

Unitat 5: Bioquímica5.2. Bioelements

Bioelements plàstics

•N: Forma part d’algunes molècules orgàniques (proteïnes i àcids nucleics, alguns lípids)

La resta de bioelements plàstics (P, S, Na, K, Ca, Mg, Cl) són igualment imprescindibles però molt menys abundants

•P i S: formen part de les molècules orgàniques•Na i K: com a ions intervenen en processos osmòtics i en la transmissió de l’impuls nerviós•Ca: En forma de sal, constitueix parts dures en molts organismes (ossos, closques) i regula en forma d’ió molts processos, com la contracció muscular.•Mg: Forma part de molècules orgàniques que intervenen en processos com la fotosíntesi i la contracció muscular.•Cl: Com a ió intervé també en la osmosi

Unitat 5: Bioquímica5.3. Biomolècules o principis immediats

Són les molècules presents en els éssers vius i es classifiquen en 2 grups (pàg 187):

Molècules orgàniques:•Són hidrocarburs polifuncionals•Estan formades per:

•cadenes d’àtoms de carboni (esquelets carbonats) •i bioelements acompanyants:

• àtoms d’hidrogen • i grups funcionals (combinacions d’atoms de C, O, H, N, P i S) ( taula pàg 188)

•Inclouen•Glúcids: Inclouen els sucres amb funció energètica i components estructurals com la cel·lulosa•Lípids: Inclou components energètics com els triglicèrids, estructurals com els fosfolípids i reguladors com les hormones i receptors de membrana•Proteïnes: Inclouen molècules estructurals i els enzims amb funció catalítica (facilitadora de reaccions químiques)•Àcids nucleics: Contenen la informació genètica

C C CC C CC

C

C

C

C

C

C C

C

C

C

C

C CC

CC

C

Unitat 5: Bioquímica5.3. Biomolècules o principis immediats

5.3.1. Enllaços

Enllaços

• Els àtoms que formen els éssers vius s’uneixen a través d’enllaços

– Covalents– Iònics– Enllaços d’hidrogen– Forces de van der Waals– Interaccions hidrofòbiques

Unitat 5: Bioquímica5.3. Biomolècules o principis immediats

5.3.1. Enllaços

Enllaç covalent

Els àtoms tendeixen a tenir ple d’electrons l’orbital més extern i per a aconseguir-ho tenen 3 opcions: guanyar, perdre o compartir electrons

Hi ha àtoms que tenen l’orbital exterior mig ple (per exemple, hi ha 4 electrons i en caben 8), en aquests casos la millor opció és compartir-los:

Quan dos àtoms amb els orbitals exteriors a mig omplir s’acosten comparteixen aquests orbitals

Els electrons deixen de girar al voltant del seu àtom d’origen i ho fan al voltant del conjunt contribuint a la seva unitat.

L’enllaç covalent és la unió que s’estableix entre àtoms que comparteixen els orbitals exteriors.•Uneix els carbonis entre si i amb els grups funcionals a les molècules orgàniques i pot ser simple, doble o triple

Com més electrons es comparteixin més fort és l’enllaç covalent

•Enllaços covalents simples: (-) Dos àtoms comparteixen un parell d’electrons ( cada àtom n’aporta un)

•Enllaços covalents dobles: (=) Dos àtoms comparteixen quatre electrons (cada un n’aporta un parell)

•Enllaços covalents triples: (=) Dos àtoms comparteixen sis electrons ( cada un n’aporta tres)

=

Unitat 5: Bioquímica5.3. Biomolècules o principis immediats

5.3.1. Enllaços

Enllaç covalent simple

Unitat 5: Bioquímica5.3. Biomolècules o principis immediats

5.3.1. Enllaços

Enllaç covalent doble

2

Unitat 5: Bioquímica 5.3. Biomolècules o principis immediats

Unitat 5: Bioquímica5.3. Biomolècules o principis immediats

5.3.1. EnllaçosEnllaç iònic

Els àtoms tendeixen a omplir d’electrons l’orbital exterior per a ser més estables. Si aquest:

està quasi ple: falten 1 o 2 electrons els aconsegueixen

està quasi buit: té 1 o 2 electrons se’n desfan

Els àtoms queden carregats elèctricament i s’anomenen ions. Distingim

Anions (-) :Àtom de clor (Cl) + 1e- Anió clorur (Cl 1- o Cl-)Cations (+): Àtom de magnesi (Mg) – 2e- Catió magnesi (Mg 2+ )

L’ enllaç iònic és la unió que s’estableix entre un catió i un anió quan s’apropen degut a l’atracció que experimenten les seves càrregues elèctriques oposades

L’enllaç iònic és més feble que el covalent

iónico.swf

Àtom de clorCl (17p 17e)

Clorur de sodi(Sal comuna)

Àtom de sodi Na (11p 11 e)

Catió sodi Na+ (11p 10 e)

Anió clorurCl- (17p 18e)

Unitat 5: Bioquímica5.3. Biomolècules o principis immediats

5.3.1. EnllaçosEnllaç iònic

Unitat 5: Bioquímica5.3. Biomolècules o principis immediats

5.3.1. Enllaços

Altres enllaços febles

• Enllaços d’hidrogen: Atracció electrostàtica entre un àtom d’hidrogen (+) i una càrrega negativa. S’estableix entre molècules d’aigua.

• Forces de van der Waals: Interaccions electrostàtiques entre dipols (partícules amb zones positives i negatives)

• Interaccions hidrofòbiques: acostament de partícules repel·lides per l’aigua

Unitat 5: Bioquímica5.3. Biomolècules o principis immediats

5.3.2. Molècules inorgàniques

Són les que no tenen les característiques de les molècules orgàniques

•Inclouen •l’aigua •i les sals minerals

Unitat 5: Bioquímica5.3. Biomolècules o principis immediats

5.3.2. Molècules inorgàniques

Són les que no tenen les característiques de les molècules orgàniques

•Inclouen •l’aigua •i les sals minerals