Powers Points (2014)

Apunte Español
Universidad Universidad de Barcelona (UB)
Grado Química - 1º curso
Asignatura Biología 1
Año del apunte 2014
Páginas 37
Fecha de subida 01/11/2014
Descargas 5
Subido por

Descripción

Powers dels 5 primers temas de Biologia I

Vista previa del texto

BLOC I: ELS ÉSSERS VIUS TEMA 1: Estudiant la vida Biologia 2014_2015. Dra. Olga Felip ELS ÉSSERS VIUS   I. Què és un ésser viu? II. Composició elemental de la matèria viva.
Tipus d’enllaços  III. Principals Macromolècules  IV. La cèl·lula: tipus i característiques 1.1 QUÈ ÉS UN ÉSSER VIU? CARACTERÍSTIQUES DELS ORGANISMES VIUS       Organització precisa Creixement i desenvolupament Metabolisme autoregulat Capacitat de resposta a estímuls Reproducció Adaptació a canvis ambientals 1.1 QUÈ ÉS UN ÉSSER VIU? CARACTERÍSTIQUES DELS ORGANISMES VIUS La cèl·lula és l’estructura bàsica i unitat funcional de la vida   Unicel·lulars: una única cèl·lula capaç de fer totes les funcions de la vida.
Pluricel·lulars: Compostos per moltes cèl·lules que s’especialitzen per fer diverses funcions i s’organitzen en teixits  òrgans  sistemes (ORGANITZACIÓ BIOLÒGICA).
- Jeràrquica.
- Implica coordinació per dur a terme processos vitals.
1.1 Teoria cel·lular       Les cèl·lules són la unitat estructural i fisiològica bàsica de tots els organismes vius.
Les cèl·lules tant poden ser entitats per si mateixes com blocs constitutius d’organismes més complexes.
Totes les cèl·lules vénen de cèl·lules preexistents.
Totes les cèl·lules són similars en la seva composició química.
La majoria de reaccions químiques de la vida succeeixen dintre de les cèl·lules i els seus orgànuls.
La informació genètica es replica completament i es transmet durant una divisió cel·lular (cèl·lula com a unitat genètica).
1.1 CARACTERÍSTIQUES DELS ORGANISMES VIUS - Creix i es desenvolupa      Creixement biològic: increment de la mida i/o de número de cèl·lules.
Les cèl·lules d’un organisme es multipliquen i poden modificar la seva funció: l’organisme pluricel·lular canvia (es desenvolupa) a mesura que creix.
Les cèl·lules adquireixen nutrients del seu entorn.
Els nutrients proporcionen energia i materials per construir les estructures biològiques (biosíntesi).
L’energia dels nutrients es troba en els seus enllaços químics.
1.1 CARACTERÍSTIQUES DELS ORGANISMES VIUS - Controlen el seu medi intern  El metabolisme és la suma de totes les activitats químiques de l’organisme.
Reaccions químiques: flux de matèria i energia a través dels sistemes vius.
 Els organismes regulen els seus processos metabòlics per mantenir la homeòstasis.
 Els organismes pluricel·lulars presenten un medi intern ‘extracel·lular’ que serveix de nexe d’unió entre les diferents cèl·lules.
1.1 CARACTERÍSTIQUES DELS ORGANISMES VIUS - Interactuen   Amb el medi extern per obtenir energia (aliments, calor, materials...).
Amb d’altres organismes vius  Depredació, simbiosi, competència ....
ORGANITZACIÓ ECOLÒGICA:    Els organismes formen part de poblacions.
Les poblacions de diferents espècies en una mateixa àrea geogràfica formen comunitats.
Una comunitat juntament amb el seu entorn inanimat formaran un ecosistema.
1.1 CARACTERÍSTIQUES DELS ORGANISMES VIUS - Responen a estímuls  Detecten els canvis físics i químics en el medi extern i intern i poden respondre a ells.
Moviment (no únicament locomoció) Ex/ Resposta a la llum: retina i girasols.
Resposta al contacte: plantes carnívores.
- Es reprodueixen   Reproducció asexual: fills són clons dels pares (Ex/ amebes).
Reproducció sexual: dos progenitors que aporten material Variabilitat genètica genètic.
Evolució i adaptació Evolució  Charles Darwin proposa que tots els organismes vius són descendents d’uns ancestres comuns que van sorgir per:   DIVERGÈNCIA: divisió en vies evolutives separades.
EVOLUCIÓ: l’acumulació de canvis hereditaris en les poblacions en el transcurs del temps.
Teoria de l’Evolució  Els trets que incrementen la possibilitat de que un organisme sobrevisqui i es reprodueixi seran els trets més comuns en una població (evolució per selecció natural) .
 La selecció natural porta a l’adaptació.
Característiques hereditàries favorables: - Estructurals O una combinació de totes - Fisiològiques elles, produïdes per - bioquímiques processos adaptatius.
- Comportamentals Teoria de l’Evolució  L’ADN és la informació que passa a les cèl·lules filles Evolució traspàs de gens per a noves característiques.
Proteïnes i ADN contenen un registre del canvi evolutiu.
 Genoma: suma total de tot l’ADN cel·lular.
 Totes les cèl·lules d’un mateix organisme tenen el mateix ADN.
Bloc I: Els éssers vius Tema 2: Composició elemental de la matèria viva.
Tipus d’enllaços Biologia 2014_2015. Dra. Olga Felip 1.2. Molècules dels éssers vius Alguns conceptes claus: Element: substància pura que conté un sol tipus d’àtom.
 Àtom: porció més petita de l’element que li proporciona les seves propietats químiques.
Partícules subatòmiques:  Electró: partícula amb una unitat de càrrega elèctrica negativa. Massa = 9 × 10–28 .
 Protó: partícula amb una unitat de càrrega Prot.+ Neutr.
-24 g).
elèctrica positiva.
Massa=1 Da (1.7 x 10 Nucli atòmic  Neutró: partícula sense càrrega. Massa = protó.
 Massa atòmica= massa de protons + neutrons (uma=dalton).
 1.2. Molècules dels éssers vius Tota la matèria està composta d’àtoms Ex/ forma comú de l’àtom d’oxigen: Partícula Càrrega Massa aproximada Locació Protó Neutró Electró 1 uma 1 uma Aprox. 1/1800 uma Positiva Neutre Negativa Nucli Nucli Fora del nucli 16 8O - 8 protons - 8 neutrons Nucli Núm atòmic= 8 (num.fix protons al nucli) Massa atòmica= 16 uma 1.2. Molècules dels éssers vius  Regió tridimensional La ubicació dels electrons en un àtom es descriu per orbitals.
- é propers al nucli = - E - é allunyats del nucli = + E Electrons de valència: Determina quants enllaços pot formar un àtom.
Fus Cercle Alguns conceptes clau:   El número d’electrons determina com interactuaran els àtoms.
Les reaccions químiques inclouen canvis en la distribució dels electrons entre els àtoms.
Els àtoms poden compartir electrons, perdre’ls o guanyar-los, donant lloc a la formació de molècules.
1.2. Molècules dels éssers vius Orbitals híbrids en funció del tipus d’orbitals atòmics que es combinin i del seu nombre: S’obtenen per combinació lineal sp1 sp2 sp3 1 orbital s 1 orbital p d’un mateix nivell energètic.
1 orbital s 2 orbitals p d’un mateix nivell energètic 1 orbital s 3 orbitals p d’un mateix nivell energètic - Triples enllaços.
- Mateixa direcció i sentits oposats.
- Dobles enllaços.
- Mateixa pla separats 120º.
- Enllaços simples.
- Estructura tetraèdrica.
Determinen les geometries de les molècules i les forces dels enllaços.
1.2. Molècules dels éssers vius  Isòtops: formes d’un element amb diferent nombre de neutrons, variant la seva massa (= pes atòmic, ≠ massa atòmica) Isòtops: = nº de protons i electrons ≠ nº de neutrons 1.2. Molècules dels éssers vius Isòtops en la Biologia:  Radioisòtops: són inestables. Alliberen energia en forma de radiació alfa, beta o gamma.
    El C14 s’usa com a mètode de datació de fòssils.
Com a marcadors (seguiment de rutes bioquímiques).
Els radioisòtops poden danyar a les cèl·lules, interferint n la divisió cel·lular: ús contra el càncer.
Isòtops estables: són els isòtops no radioactius d’un element. S’usen com a biomarcadors i traçadors de destí.
Ús del N15 i C13 .
- IRMS i software control i adquisició de dades 1.2. Molècules dels éssers vius Elements químics que formen els éssers vius Elements més abundants Element Home Planta Bactèria C 19.37 11.34 12.14 H 9.41 8.72 9.94 O 62.83 77.90 73.68 N 5.14 0.83 3,04 P 0.63 0.71 0.60 S 0.64 0.1 0.32 Total (%) 98.02 99.6 99.72 30 elements en l’home • Primaris: CHON (>98%) • Secundaris: P, S, Ca, K, Na, Mg, Fe, Cl.
• Oligoelements: (<0.1%) Si, Cu, I, Zn, Se 1.2. Molècules dels éssers vius Elements més abundants - Carboni: Té 4 electrons en l’orbital més extern.
La majoria dels compostos orgànics contenen ‘esquelets de carboni’ units per enllaços covalents - Hidrogen: El ió H+ participa en transferències d’energia.
- Oxigen: Necessari per la respiració cel·lular.
- Nitrogen: Present en totes les proteïnes i els àcids nucleics; component de la clorofil·la de las plantes 1.2. Molècules dels éssers vius Representacions de les configuracions electròniques Electrons de valència 1.2. Molècules dels éssers vius Enllaços de la matèria viva Enllaços químics són les forces d’atracció que mantenen units els àtoms (cada enllaç equival a una quantitat determinada d’energia química.
L’energia d’enllaç, es aquella energia que es necessita per trencar un enllaç químic.
Principals tipus d’enllaços químics: - Covalents Iònics Pont d'hidrogen Interaccions hidrofòbiques Forces de van der Waals Forts Dèbils 1.2. Molècules dels éssers vius Enllaços COVALENTS - Són enllaços molt forts (cal molta energia per trencar-los) i els e- es comparteixen (completen la capa de valència).
- Les molècules que els presenten són molts estables.
- Poden ser: Simples: C-H Dobles: C=C Triples: NN 1.2. Molècules dels éssers vius Enllaços COVALENTS La electronegativitat és la mesura de l’atracció d’un àtom per compartir electrons en enllaços químics.
Enllaç covalent no polar: Àtoms que tenen la mateixa electronegativitat, aleshores compartiran per igual els electrons.
Enllaç covalent polar: quan un dels àtoms és més electronegatiu els electrons es comparteixen de forma desigual.
1.2. Molècules dels éssers vius 1.2. Molècules dels éssers vius Enllaços IÒNICS Una partícula amb una o més unitats de càrrega elèctrica es denomina ió i un àtom es converteix en ió quan accepta o dona un o més electrons.
Cations: quan un àtom dona electrons a un altre àtom i es queda carregat positivament.
Anions: quan un àtom rep electrons d’un altre àtom a la seva capa de valència i queda carregat negativament.
Els ions tenen propietats molt diferents de les dels àtoms elèctricament neutres dels que deriven Participació en molts processos biològics 1.2. Molècules dels éssers vius Els enllaços iònics es formen per l’atracció elèctrica d’ions positius i negatius.
Compost iònic: NaCl Càrregues elèctriques oposades 1.2. Molècules dels éssers vius Enllaços PONT D’HIDROGEN - Es formen entre un àtom amb càrrega parcial negativa i un àtom d’hidrogen unit covalentment a un altre element.
- Es donen entre molèc.
d’aigua.
- Donen conformació a les proteïnes i a l’ADN, gràcies a que tenen longitud i orientació específiques.
1.2. Molècules dels éssers vius AIGUA: Estructura química - És una molècula polar que forma ponts de H.
- És el dissolvent de la major part de les reaccions biològiques i un reactiu o un producte de nombroses reaccions químiques.
Enllaços covalents Ponts d’hidrogen amb altres partícules Productes d’ionització: H+ (ió hidrogen) OH– (ió hidròxid) Degut a l’elevada electronegativitat de l’O, els e- compartits es troben desplaçats cap a ell.
1.2. Molècules dels éssers vius AIGUA: Propietats Fisicoquímiques Cohesió/ adhesió/capil·laritat Solvent universal (molèc. aigua polars) Forces entre les molècules del líquid (Higrotrechus conformis) Dissociació Forces entre les molècules del líquid i el capil·lar NaCl dissolt   1.2. Molècules dels éssers vius AIGUA: Solvent universal (gràcies a que les seves molècules són polars) Substàncies hidròfiles: aquelles que interaccionen fàcilment amb l’aigua.
Substàncies hidròfobes: aquelles que repel·leixen l’aigua (sovint es donen entre grups de molècules no polars).
Solvent de: - Compostos iònics: unió ió-dipol (enllaç iònic de la sal, ponts d’H) - Compostos polars: ponts d’H amb Alcohols, aldehids, cetones 1.2. Molècules dels éssers vius AIGUA: Propietats Fisicoquímiques  Elevada calor específica (1cal/g/1ºC)  Elevada calor de vaporització (540 cal) Tres formes que difereixen en el grau de formació de ponts d'hidrogen.
1.2. Molècules dels éssers vius AIGUA: pH L’aigua és un àcid dèbil Tendència a ionitzar-se, dissociar-se en:   H O  H  OH 2 En realitat els (H+) no existeixen com a tal, ja que es combinen immediatament amb una regió carregada negativament d’una molècula d’aigua per formar hidroni (H3O+) 1.2. Molècules dels éssers vius AIGUA: pH pH: És el log negatiu de la concentració molar de H+ pH= -log10[H+] Unitats: mols/L Àcid: Donador de H+ Base: Acceptor de H+ pH d’algunes substàncies comuns Buffer: amortidors que minimitzen els canvis de pH Donat el caràcter i la finalitat exclusivament docent i eminentment il·lustrativa de les explicacions a classe d'aquesta presentació, l’autor s’acull a l’article 32 de la Llei de propietat intel·lectual vigent respecte de l'ús parcial d'obres alienes com ara imatges, gràfics o altre material contingudes en les diferents diapositives Facultat de Biologia ...