🧬 Biomolècules
Temari / Mòdul 2
2

Éssers vius, bioelements i enllaços

Què és la vida, de què estem fets i com s’uneixen els àtoms

En acabar sabràs

  • Explicar les característiques dels éssers vius
  • Ordenar els nivells d’organització
  • Classificar els bioelements (primaris, secundaris, oligoelements)
  • Entendre per què el carboni és la base de la vida
  • Distingir enllaç covalent, iònic, pont d’hidrogen i interaccions hidrofòbiques

Què té un ésser viu?

Un ésser viu és tot allò que, com a mínim, compleix les tres funcions vitals i està format per cèl·lules:

FuncióQuè vol dirExemple
NutricióObtenir matèria i energia i transformar-les.Una planta fa la fotosíntesi; tu digereixes l’esmorzar.
RelacióCaptar estímuls i respondre-hi.Una planta s’orienta cap a la llum; tu apartes la mà del foc.
ReproduccióOriginar nous individus semblants.Un bacteri es divideix en dos.

A més, tots els éssers vius tenen la mateixa composició química bàsica (aigua, glúcids, lípids, proteïnes i àcids nucleics), mantenen el seu medi intern estable (homeòstasi) i la seva informació genètica és ADN.

Idea clau
La cèl·lula és la unitat més petita amb vida. Per això els virus, que no són cèl·lules i només es reprodueixen dins d’una cèl·lula, es consideren a la frontera de la vida.

Nivells d’organització

La matèria s’organitza en nivells de complexitat creixent. Cada nivell té propietats noves que no tenen les seves parts per separat.

  1. Subatòmicprotons, neutrons, electrons
  2. AtòmicC, H, O, N… (bioelements)
  3. Molecularaigua, glucosa, aminoàcids (biomolècules)
  4. Macromolecularmidó, proteïnes, ADN
  5. Cel·lularprimer nivell amb vida
  6. Teixit → òrgan → aparellteixit muscular → cor → aparell circulatori
  7. Organismeun individu
  8. Població → comunitat → ecosistemaindividus de la mateixa espècie → diverses espècies → amb el medi físic
  9. Biosferatots els ecosistemes de la Terra
Truc
Els nivells per sota de la cèl·lula són abiòtics (sense vida); a partir de la cèl·lula, biòtics.

Bioelements: de què estem fets

Els bioelements són els elements químics que formen els éssers vius. Es classifiquen segons la seva abundància:

O65 %C18 %H10 %N3 %Ca1,5 %P1,0 %S0,3 %K, Na, Cl, Mg0,6 %Fe, I, F, Zn…0,1 %primarissecundarisoligoelements
Composició aproximada del cos humà en massa. Més del 95 % són només C, H, O i N.
TipusQuins sónAbundànciaPer a què
PrimarisC, H, O, N, P, S≈ 96 %Formen les biomolècules orgàniques.
SecundarisNa, K, Ca, Mg, Cl≈ 3–4 %Ions per a impuls nerviós (Na+, K+), ossos i contracció muscular (Ca2+), clorofil·la (Mg).
OligoelementsFe, I, F, Zn, Cu, Mn, Co…< 0,1 %Pocs però imprescindibles: Fe a l’hemoglobina, I a les hormones tiroidees, F a les dents.
Compte!
Que un oligoelement sigui escàs no vol dir que sigui poc important: sense ferro (Fe) no pots transportar oxigen i tens anèmia.

Per què el carboni?

CHHCHHCHHCHHHOHCada C fa4 enllaços covalents→ cadenes llarguesi estables
El carboni pot unir-se a altres carbonis i formar cadenes, anells i ramificacions: l’esquelet de totes les biomolècules orgàniques.
  • Fa 4 enllaços covalents molt estables.
  • Pot formar enllaços simples, dobles i triples.
  • S’uneix fàcilment a H, O, N, S i a altres C → cadenes llargues i molècules molt variades.

Biomolècules: el mapa del tema

Els bioelements s’uneixen i formen biomolècules (també anomenades principis immediats):

InorgàniquesOrgàniques (amb esquelet de C)
Aigua i sals minerals (mòdul 3)Glúcids (mòdul 5), lípids (mòdul 6), proteïnes (mòdul 7) i àcids nucleics (mòdul 8)
Idea clau
Les orgàniques grans es construeixen com un collaret: unint peces petites (monòmers) amb un enllaç i alliberant una molècula d’aigua (condensació). Per trencar-les cal afegir aigua (hidròlisi).

Els enllaços químics de la vida

Per entendre les biomolècules cal distingir quatre tipus d’unió. Ordenades de més forta a més feble:

EnllaçCom ésOn el trobaràs
CovalentDos àtoms comparteixen electrons. Molt fort.Dins de totes les biomolècules: C–C, C–H, O–H. Els enllaços O-glicosídic, peptídic, èster i fosfodièster són covalents.
IònicAtracció entre ions de càrrega oposada (+ i −).Sals minerals (NaCl); algunes unions dins de les proteïnes.
Pont d’hidrogenAtracció feble entre un H unit a O o N (δ+) i un altre O o N (δ−).Entre molècules d’aigua, entre les dues cadenes d’ADN, a l’hèlix α de les proteïnes.
Interaccions hidrofòbiques i Van der WaalsLes parts apolars s’agrupen per «fugir» de l’aigua.Cues dels lípids a les membranes; interior de les proteïnes.
Truc
Un sol pont d’hidrogen és feble, però milers junts donen molta estabilitat. Per això l’ADN és estable però les dues cadenes es poden separar quan cal copiar-lo.

Errors típics

Malament
Els oligoelements són els bioelements menys importants.
Bé
Els oligoelements són els menys abundants, però són imprescindibles.

Abundància i importància no són el mateix: el iode és escàs però sense ell la tiroide no funciona.

Malament
El pont d’hidrogen és un enllaç covalent amb hidrogen.
Bé
El pont d’hidrogen és una atracció feble entre molècules (o parts d’una molècula), no una compartició d’electrons.

L’enllaç O–H dins de l’aigua és covalent; l’atracció entre dues molècules d’aigua és el pont d’hidrogen.

Prova-ho

Respon primer al quadern i després comprova-ho.

Prova-ho

Classifica: Fe, C, K, I, N, Mg.

Comprova la resposta
  1. Primaris (formen biomolècules): C, N.
  2. Secundaris (ions abundants): K, Mg.
  3. Oligoelements (< 0,1 %): Fe, I.

Primaris: C, N · Secundaris: K, Mg · Oligoelements: Fe, I

Prova-ho

Ordena de més simple a més complex: òrgan, molècula, població, cèl·lula, teixit, àtom.

Comprova la resposta
  1. Comença pel més petit: àtom → molècula.
  2. El primer nivell viu: cèl·lula.
  3. Després: teixit → òrgan.
  4. I fora de l’individu: població.

Àtom → molècula → cèl·lula → teixit → òrgan → població

Ara practica
5 exercicis amb solució pas a pas, del repte al bàsic.
Anar als exercicis