Els bioelements o elements biogènics

Presentación del tema: "Els bioelements o elements biogènics"— Transcripción de la presentación:

1 Els bioelements o elements biogènics
●Bioelements primaris. ●Bioelements secundaris.

2 Segons l’abundància en què es troben, es distingeixen dos tipus de bioelements:
Bioelements plàstics: Constitueixen més del 99% de la matèria viva. Són: C, H, O, N, P, S, Na, K, Ca, Mg i Cl. Oligoelements: Es troben en proporcions inferiors al 0,1%. Són indispensables.

3 Bioelements primaris

4 També s’anomenen principis immediats.
Són un grup de 6 elements que constitueixen el 96,2% del total de la matèria viva. Són indispensables per a la formació de les biomolècules orgàniques: glícids, lípids, proteïnes i àcids nucleics. Formen part d’aquest grup els següents: C, H, O, N, P i S. Matèria constituïda en un percentatge que varia entre el 65% i el 90%: -Les reaccions químiques es desenvolupen en medi aquós: Vida bioquímica en dissolució aquosa. -La vida es va originar en el medi aquàtic. -La vida es va originar a partir dels elements que són capaços de constituir-la C, H, O, N, P i S.

5 Propietats dels bioelements primaris
Tenen massa atòmica relativament petita: -S’uneixen mitjançant enllaços covalents estables.

6 ●L’àtom de Carboni Té 4 electrons a la seva perifèria.
Pot formar enllaços covalents estables amb altres àtoms de C i amb àtoms d’H. Estructures insolubles en aigua estables.

7 Els enllaços que forma poden ser simples dobles o triples.

8

9 Quan estableix enllaços amb elements electronegatius (H, N i S) dóna lloc a molècules dipolars. Si se n’afegeixen suficients la cadena hidrocarbonada serà soluble en aigua, fet que facilita la reacció amb altres molècules. Les cadenes es poden replegar de formes diferents.

10 Es poden formar estructures tridimensionals ja què els quatre enllaços del carboni estan dirigits cap als quatre vèrtexs d’un tetraedre imaginari. Aquestes carcaterístiques fan que les cadenes hidrocarbonades siguen els esquelets de la major part de les biomolècules.

11 ●L’Hidrogen És indispensable per a formar la matèria orgànica.
Entre el C i l’H s’estableix un enllaç covalent fort que es pot trencar. Les molècules formades per C i H són covalents apolars, insolubles en aigua, això permet que el C i l’H formen l’esquelet de la major part de les biomolècules.

12 ●L’oxigen És el més electronegatiu, per això a l’enllaçar amb l’H forma pols. Els radicals -OH, -CHO, -COOH són radicals polars. Quan aquestos radicals substitueixen a H en les cadenes hidrocarbonades poden donar lloc a molècules solubles en aigua. Ex: glucosa.

13 ●El Nitrogen Es troba formant els grups amino –NH2 dels aminoàcids i de les bases nitrogenades dels àcids nucleics.

14 ●El Sofre Es troba en forma de radical sulfhidril –SH en moltes proteïnes. Els enllaços que formen aquestos radicals mantenen l’estructura de les proteïnes.

15 ●El Fosfòr Es troba bàsicament constituint grups fosfats (PO4)3- units entre si. Quan es trenca l’enllaç entre dos grups fosfats s’allibera molta energia.

16 Bioelements secundaris

17 Els més abundants: Na+, K+, Cl-
Intervenen en el manteniment del grau de salinitat i en l’equilibri de càrregues als dos costats de la membrana. Na+, K+ Actuen en la transmissió de l’impuls nerviós Mg2+ Component de molts enzims i de la clorofil·la. Ca En forma de carbonat (CaCO3) forma les closques dels mol·luscs i esquelets de molts animals. En forma de Ca2+ actua en moltes reaccions.

18 Oligoelements: Fe Forma part de la Hemoglobina de la sang. Zn
S’associa a l’acció de la hormona insulina. Cu Forma l’hemocianina. Co Necessari per sintetitzar la vitamina B12. Mn Actua com a factor de creixement. Li Incrementa la secreció de neurotransmissors. Si Dóna rigidesa a les tiges de les gramínies i dels equisets. I Forma part de l’hormona tiroxina. F Es troba a l’esmalt de les dents i als ossos.

19 •L’aigua -Característiques fonamentals.
-Funcions de l’aigua en els éssers vius.

20 •Característiques fonamentals de l’aigua.

21 És la substància química més abundant de la matèria viva
És la substància química més abundant de la matèria viva. La quantitat d’aigua varia segons els organismes, i dins dels organismes segons els teixits. Relació directa quantitat d’aigua i activitat fisiològica de l’organisme. Es troba en la matèria en tres formes: -Aigua circulant: Es troba en moviment. Ex: Sang, saba… -Aigua intersticial: Es troba entre les cèl·lules. -Aigua intracel·lular: Es troba al citosol i a l’interior dels orgànuls cel·lulars. Aigua metabòlica: És la que s’obté a partir d’altres biomolècules per mitjà de diferents reaccions bioquímiques.

22 •Característiques fonamentals de l’aigua.
Elevada força de cohesió entre les molècules. Líquid practicament imcompressible (dóna forma a les cèl·lules, esquelet hidrostàtic…). Elevada tensió superficial. Molts organismes poden viure associats en aquesta pel·lícula superficial, ascens de saba bruta per capil·laritat.

23 -Vehicle de transport de moltes substàncies.
Elevada calor específica. Estabilitzador tèrmic de l’organisme davant dels canvis bruscos de temperatura ambient. Elevada calor de vaporització. Bona substància refrigerant quan s’evapora. Ex: suor. Densitat més alta en estat líquid que en estat sòlid. Permet la vida sota rius, mars i llacs. Elevada constant dielèctrica. Bon dissolvent compostos iònics (sals minerals) i compostos covalents polars (glúcids). Solvatació iònica. -Vehicle de transport de moltes substàncies. -Medi on es fan totes les reaccions químiques de l’organisme.

24 Baix grau d’ionització.

25 •Funcions de l’aigua en els éssers vius.

26 Funció dissolvent i transport de substàncies Funció bioquímica
La seva funció bàsica: gràcies a la seva dipolaritat Funció bioquímica Intervé en nombroses reaccions químiques Funció estructural Manté el volum i la forma de les cèl·lules Funció mecànica amortidora Les bosses de líquid sinovial eviten el fregament dels ossos. Funció termoreguladora Deguda a la seva elevada calor específica

27 -Característiques fonamentals. -Funcions en els éssers vius.
7. Les sals minerals. -Característiques fonamentals. -Funcions en els éssers vius.

28 Les sals minerals CaCO3 SALS MINERALS PRECIPITADES Ca3(PO4)2 SiO2
SALS MINERALS DISSOLTES CATIONS Na+, K+, Ca2+, Mg2+ ANIONS Cl-, SO42-, PO43-, CO32-, HCO3- i NO3- SALS MINERALS ASSOCIADES A SUBSTÀNCIES ORGÀNIQUES Els mateixos cations i anions poden estar associats a molècules orgàniques com proteïnes, lípids o glúcids.

29 Funcions de les sals minerals
FUNCIÓ ESTRUCTURAL Les sals minerals sòlides (precipitades) formen les estructures esquelètiques (externes o internes) de protecció i de sosteniment dels organismes FUNCIÓ REGULADORA Funció tampó del pH Regulen el pH d’una dissolució Regulació de la pressió osmòtica L'osmosi és un fenòmen que es produeix quan hi ha dues dissolucions de concentracions diferents separades per una membrana semipermeable que permet el pas de les substàncies de baix pes molecular. Té la funció d'igualar les dues dissolucions de manera que tinguin la mateixa concentració mitjançant el pas del dissolvent. FUNCIONS ESPECÍFIQUES Moltes sals minerals o els seus ions són necessaris per a determinats processos biològics com la contracció muscular, la transmissió d'impuls nerviós... Vegem-ne alguns exemples....

30 FUNCIÓ FONT MANCANÇA MAGNESI CALCI SODI-CLOR POTASSI FERRO ZINC COURE
Cofactor d’enzims. Component ossi. Transmissió nerviosa i relaxació muscular. Component de la clorofil·la. Carn, vísceres, llet. Alteracions neuromusculars. CALCI Constituent principal de la part mineral dels ossos. Cofactor en la regulació de la sang. Contracció muscular. Llet i derivats, peix. Escàs desenvolupament dels ossos. SODI-CLOR Regulació osmòtica. Equilibri àcid-base. Sal comuna. Alteracions metabòliques. POTASSI Transmissió neuromuscular. Distribució general en els aliments. Alteracions metabòliques diverses. FERRO Component de la hemoglobina. Cofactor enzimàtic. Carn, peix, cereals, hortalisses verdes o grogues, fruita, patates. Anèmies. ZINC Cofactor d’enzims del metabolisme de glúcids i proteïnes. Carn, llet, peix, cereals. Interrupció del creixement i desenvolupament. COURE Component d’enzims. Síntesi d’hemoglobina. Fetge, ronyó, marisc, nous, llegums. Anèmia en lactants. IODE Component de les hormones tiroides. Peix, llet, hortalisses. Goll. FLÚOR Constituent d'ossos i dents. Productes marins, te, aigua potable. Càries dental. CROM Metabolisme dels glúcids. Aigua potable. Intolerància a la glucosa.

31 8. Les dissolucions i les dispersions col·loïdals.
8.1. Propietats de les dissolucions. 8.2. Propietats de les dispersions col·loidals.

32 Els líquids que hi ha en els éssers vius contenen molts tipus de molècules disperses o soluts i un sol tipus de fase dispersant o dissolvent, què és l’aigua. Les dispersions de soluts de pes molecular baix (cristal·loides) s’anomenen dissolucions. Ex: NaCl, glucosa. Les dispersions de pes molecular elevat (col·loides) s’anomenen dispersions col·loidals. Una molècula pot ser insoluble en aigua però pot ser dispersable en aigua. Ex: fosfolípids.

33 8.1. Propietats de les dissolucions.
Difusió: És la repartició homogènia de les partícules d’un fluid (gas o líquid) en el si d’un altre en posar-los en contacte. Ex: dissolució d’oxigen a l’aigua. Osmosi: És el pas del dissolvent entre dues solucions de concentració diferent a través d’una membrana semipermeable que impedeix el pas de les molècules de solut. La membrana citoplasmàtica és una membrana semipermeable i dóna lloc a diferents respostes davant de la pressió osmòtica del medi extern.

34 L’interior cel·lular respecte al medi extern pot ser:
-Isotònic: Té la mateixa concentració de cristal·loides. -Hipotònic: Es troba menys concentrat que el medi extern. -Hipertònic: Es troba més concentrat que el medi extern.

35 Si l’interior cel·lular és isotònic respecte al medi extern, l’aigua no es mourà a travès de la membrana i la cèl·lula no es deforma. Si l’interior és hipotònic respecte al medi extern, l’aigua sortirà de la cèl·lula, s’arrugarà i la membrana pot acabar trencant-se per plasmòlisi. Si l’interior és hipertònic respecte al medi extern, la cèl·lula s’inflarà (turgència) perquè hi entra aigua a l’interior.

36 Estabilitat del grau d’acidesa o pH: Els éssers vius mantenen el pH del seu medi intern gràcies a les sals minerals dissoltes que constitueixen les dissolucions tampó. Els principals són el sistema tampó fosfat i el sistema tampó bicarbonat.

37 8.2. Propietats de les dispersions col·loidals.
Capacitat de presentar-se en estat de gel: Les dispersions col·loidals es poden presentar en estat de sol (líquid), o en forma de gel (estat semisòlid). El sol es produeix quan la fase dispersa és un sòlid i la fase dispersiva és un líquid (té aspecte de líquid). El gel es produeix quan la fase dispersa és un líquid i la fase disperant és un conjunt de fibres entrellaçades entre les quals queden retingudes, per capil·laritat i hidratació, les molècules del líquid (aspecte gelatinós). De l’estat sol es pot passar a gel, però no sempre és reversible aquest procés.

38 Elevada viscositat, degut a que contenen molècules o agrupacions de molècules molt grans.
Elevat poder adsorbent: L’adsorció és l’atracció que exerceix la superfície d’un sòlid sobre les molècules d’un líquid o d’un gas Efecte Tyndall: Si les dispersions col·loidals s’iluminen lateralment i sobre un fons fosc amb el microscopi es pot observar certa opalescència.

39 Sedimentació: Utilitzant centrifugadores, les partícules de les dissolucions col·loidals poden sedimentar. Diàlisi: És la separació dels col·loides i dels cristal·loides gràcies a una membrana semipermeable que tan sols deixa passar les molècules petites i no les grans.

40 Electroforesi: És el transport de les partícules col·loidals a través d’un gel gràcies a l’acció d’un camp elèctric.