1. La biologia.

Biomolècules i bioelements.

Glúcids i lípids.

LA BIOLOGIA

1. Què és la biologia

2. Evolució de la biologia

3. Teoria i models en la investigació

ELS BIOELEMENTS

Índex

LES BIOMOLÈCULES

1. Biomolècules inorgàniques:

1.1. AIGUA

1.2. SALS MINERALS

2. Biomolècules orgàniques

2.1. GLÚCIDS

2.2. LÍPIDS

2. Els bioelements

Són els elements químics que componen la matèria viva

A. Bioelements primaris

C, H, O, N, S i P.

95% massa total de matèria viva

indispensables

Propietats fisicoquímiques

C: 1s22s22p2

B. Bioelements secundaris

< 4,5% massa total

funcions diverses

Ca, Na, K i Cl

Oligoelements

<0,1% massa total

funcions vitals

Fe Present a l'hemoglobina, proteïna transportadora d'oxigen.

Zn Catalitzador

Cu Forma part de l'hemocianina, pigment verdós de la sang dels invertebrats que transporta oxigen.

Co Necessari per a sintetitzar vitamina B12.

Mn Necessari per a la síntesi de clorofil·la en les plantes.

Si Forma part de la closca de les diatomees i dóna rigidesa a la tija de les gramínies.

I Necessari per sintetitzar hormona tiroidea, reguladora del metabolisme.

F Forma l'esmalt dental

2. Les biomolècules

Biomolècules

Inorgàniques

Biomolècules

OrgàniquesInorgàniques

Àcids nucleicsProteïnesLípidsGlúcids

Sals minerals Aigua

2.1 L'AIGUA

% en massa

Cos humà (adult) 63

Cos humà (nadó) 94

Fong 80

Grumer 95

Cervell 90

Dent 10

Pulmó 70

Contingut hídric dels éssers vius

Estructura:

Enllaç covalent

104,5º

Caràcter polar

Ponts d'hidrogen

Propietats:

Líquida a temperatura ambient

Elevada força de cohesió

Elevada calor específica

Elevada forca d'adhesió

Elevada calor de vaporització

Elevada constant dielèctrica

Baix grau d'ionització

Funcions:

Dissolvent

Bioquímica

Transportadora

Termoreguladora

Estructural

Amortidora

2.2 LES SALS MINERALS

Formes:

Precipitades

Dissoltes

Associades a altres molècules orgàniques

Funcions:

Formar estructures esquelètiques

Estabilitzar dispersions col·loïdals

Mantenir el grau de salinitat en el medi intern

Constituir solucions amortidores

Accions específiques

Dissolucions i dispersions col·loidals

Osmosi

manté el grau de salinitat del medi cel·lular

Diàlisi / difusió:

pH:

pH = - log10 [H+]

Sistemes de tampó o buffer:

mecanisme de control per mantenir el pH cel·lular

Exemples:Tampó bicarbonat

Tampó fosfat

2. Biomolècules orgàniques

Glúcids

Lípids

Proteïnes

Àcids nucleics

2.1. ELS GLÚCIDS

Formats per C, H i O (a vegades també N, S o P)

Classificació: MONOSACARIDS O OSSES. 3 - 8 C i amb propietats reductores.

ÒSIDS. Associació de monosacàrids.

HOLÒSIDS. monosacàrids exclusivament

OLIGOSACÀRID. 2 - 10 monosacàrids. (disacàrids i trisacàrids)

POLISACARIDS. Més de 10 monosacàrids.

• Homopolisacàrids (un sol tipus de monosacàrid)

• Heteropolisacàrids (dos o més tipus de monosacàrid)

HETERÒSIDS. Monosacàrids i altres substàncies no glucídiques.

Monosacàrids

Esquelet carbonat amb grups alcohol i un grup cetona o aldehid.

Més simples

Entre 3 i 7 C, ≥7 són inestables

Nombre de carbonis + -osa

Exemples:

Propietats:

Solubles en aigua

Dolços

Blancs

Cristal·lins

Desvien el plànol de vibració de la llum polaritzada

Estructura:

Projecció de Fischer

Isòmers:

Enantiòmers o isòmers estructurals

Estructura cíclica:

Ciclació fructosa:

Ciclació glucosa (forma anomèrica)

Principals monosacàrids:

Trioses: D-gliceraldehid i dihidroxiacetona

Pentoses: D-ribosa, 2-desoxiribosa i D-ribulosa

Hexoses: D-glucosa, D-fructosa i D-galactosa

Enllaç N-glucosídic

Entre -OH d'un monosacàrid i un compost nitrogenat

Forma aminosucres

Enllaç O-glucosídic

Entre dos grups -OH de dos monosacàrids

Dos tipus: α i β

Disacàrids

Oligosacàrids formats per dos monosacàrids

Propietats:

Solubles en aigua

Dolços

Cristal·litzables

Hidrolitzables

Reductors o no reductors

Principals disacàrids

Maltosa:

Isomaltosa

Cel·lobiosa

- Dues glucoses

Enllaç (1,4)β

Lactosa

Sacarosa

Oligosacàrids

Polisacàrids

Unió d'entre 11 i centenars de milers de monosacàrids

Enllaço O-glucosídic

Característiques:

Pes molecular elevat

No tenen gust dolç

Insolubles o formen dispersions col·loïdals

No tenen poder reductor

Funció de reserva (enllaç α) o estructural (enllaç β)

Classificació:

HOMOPOLISACÀRIDS (monosacàrids d'un tipus)

Enllaç α: midó i glucogen

Enllaç β: cel·lulosa i quitina

HETEROPOLISACÀRIDS (diferents monosacàrids)

Enllaç α: pectina, goma aràbiga i agar-agar

Midó:

Reserva energètica vegetals

Polimerització de glucoses

Amilosa (30%): (1,4)α

Amilopectina(70%): ramificacions (1,6)α

S'acumula als amiloplasts

Glucogen:

Polímer de glucoses

Enllaç (1,4)α

Ramificacions cada 8-12 glucoses per enllaç (1,6)α

Reserva energètica animal

Es troba al fetge i als músculs

Cel·lulosa

Polímer lineal de cel·lobiosa

Enllaç β(1,4)

Constitueix la paret cel·lular dels vegetals

És el 50% de la matèria orgànica de la biosfera

S'uneixen format fibres

Quitina

Polímer ramificat de N-acetil glucosamina

Enllaços β(1,4)

Forma l'exoesquelet

d'artròpodes i la paret dels fongs

Glúcids associats a altres molècules

Heteròsids

Pèptidglucans

Proteoglucans

Glucoproteïnes

Proteoglucans

Glucolípids

Heteròsids

Unió d'un oligosacàrid i una molècula no glucídica

Exemples:

Digitalina (tractament de malalties vasculars)

Antocianòsids (color de les flors)

Tanòsids

Estreptomicina (antibiòtic)

Nucleòtids

Pèptidglucans

o mureïna: formen la

paret bacteriana.

Proteoglucans: 80% polisacàrids i una fracció proteïca

Glucoproteïnes:

fracció glucídica

(5-40%) i fracció

proteïca

Glucolípids:

oligosacàrid unit a

lípids.

FUNCIONS

Energètica

glucosa

410 kcal / 100 g

Midó i glucogen

Estructural

Enllaç β

cel·lulosa, pectines i hemicel·lulosa

Altres funcions: anticoagulant, antibiòtic o hormonal

2.2. ELS LÍPIDS

Composts orgànics formats per C, H i O i, ocasionalment, N, S i P.

Característiques químiques diverses

Característiques físiques:

Poc o gens solubles en aigua

Solubles en dissolvents orgànics

Classificació:

Àcids grassos

Àcids carboxílics

Cadena hidrocarbonada llarga (14-22 C)

Saturats o insaturats

Propietats físiques:

A. Solubilitat

B. Punt de fusió

Propietats químiques:

A. Esterificació

B. Saponificació

Els sabons

presenten comportament anfipàtic.

es dissolen en aigua.

formen micelis monocapa o bicapa.

tenen efecte escumant.

afavoreixen la solubilitat i la

formació de micelis d'àcids grassos.

Acilglicèrids

Éster d'un glicerol amb

1 àcid gras monoacilgricerol

2 àcids grassos diacilglicerol

3 àcids grassos triacilglicerol

Classifició:

Olis: líquids a T ambient. ex: àcid oleic i àcid linoleic

Mantegues: semisòlids a T ambient

Sèus: sòlids a T ambient

Lípids complexos

1. Glucolípids: diacilglicerol + X

Glucolípids: X = glúcid

Fosfolípids: X = àcid ortofosfòric + derivat aminat o polialcohol

Fosfatidil R

Són els components estructurals de les membranes.

2. Esfingolípids: derivat de la ceramida

Esfingoglucolípids:

ceramida + monosacàrid = cerebròsids

ceramida + oligosacàrid = gangliòsids

Esfingofosfolipids:

Cèrids

Éster d'un àcid gras de cadena llarga

Sòlids a temperatura ambient

Funció impermeabilitzadora i protectora

Es troba a la pell dels animals, a l'exoesquelet d'insectes i recobrint fulles, tiges i fruits dels vegetals.

Esteroides

Derivats del ciclopentanperhidrofenantrè:

- Esterols: colesterol o vitamina D

- Àcids biliars

- Hormones esteroides:

colesterol, aldosterona

i hormones sexuals

Terpens o isoprenoides

Polimerització de l'isoprè

Classificació:

Monoterpens (2): mentol, geraniol

Diterprens (4): vitamina A, I i K

Tetraterpens (8): carotens

Politerpens (molts): cautxú

FUNCIONS

Reserva energètica:

940 Kcal/100 g

Àcids grassos i greixos

Estructural:

Bicapes lipídiques (fosfolípids, colesterol)

Tèrmica (triglicèrids) i protecció

Transportadora: lipoproteïnes

Biocatalitzadora: vitamines i hormones esteroidees