1.2 aigua, sals minerals i vitamines

1.2

L'AIGUA LES SALS MINERALS I LES VITAMINES

Comencem

"Som majoritàriament aigua"

RUTA D'APRENENTATGE

Comprendre el fenòmen de l'osmosi i la seua relació amb la difusió a través de la membrana cel·lular

Aprendre què són les vitamines i la importància d'incloure-les en la dieta

Descobrir com és la molècula d'aigua, les seues propietats i el seu important paper en els éssers vius

Conéixer com està present l'aigua en la matèria viva, les característiques de la molècula i les seues propietats

Entendre el caràcter coloidal de la matèria viva

Valorar la importància de la cultura i l'educació per millorar el benestar personal

Estudiar la funció essencial de les sals minerals en el metabolisme dels éssers vius

ÍNDEX

1. Punt de partida

2. L'aigua

3. Les sals minerals

4. Les vitamines

5. Caràcter col·loidal de la matèria viva

6. L'osmosi

7. La importància de la ciència

8. Activitats

9. Activitats PAU

Punt departida

El DESCOBRIMENT DE LES VITAMINES

Els experiments de Casimir Funk

L'aigua

2.1 L'AIGUA EN LA MATÈRIA VIVA

La molècula més abundant de la matèria viva. Varía en % (20% ossos, 85% cervell) Va disminuint en de cèl·lules embrionàries a envelliment. Obtenció de l'aigua metabòlica (endògena) o exògena.

• Formada per un àtom d'oxígen i dos d'hidrògen amb un àngul de 104,5º.
• Elèctricamente neutra però amb àtoms molt diferents en electronegativitat. Excés de càrrega negativa en l'oxígen genera moment dipolar

• Caràcter polar, és un dipol.
• La càrrega de la molècula d'aigua es zero.
• les molècules d'aigua interaccionen formant enllaços o ponts d'hidrògen, atraccions electrostàtiques entre elles o altres tipus de molècules polars, fins quatre ponts per molècula d'aigua.
• Esta presència de ponts d'hidrògen genera unes propietats característiques, estat líquid a T ambient o alta calor de vaporització.

2.2 LA MOLÈCULA D'AIGUA

2.3 PROPIETATS DE L'AIGUA I

· Elevada força d'adhesió. Gran capacitat d'adherir-se a conductes de diàmetres menuts, ascedeix contra la gravetat, capil·laritat.

· Elevada cohesió molecular. Íntima unió entre molècules mitjançant ponts d'H, fluid en ampli marge de temperatures. Líquid incompressible.

· Elevada calor latent. Les molècules han d'absorbir o cedir gran quantitat de calor per canviar d'estat, fusió/vaporització.

· Elevada tensió superficial. Les molècules de la superfície forces d'atracció cap a l'interior, resistència a ser traspassada.

2.3 PROPIETATS DE L'AIGUA II

· Densitat. L'aigua líquida és més densa que la sòlida, la sòlida tots els ponts d'H però fa un reticle que ocupa més volum.

· Elevada calor específica. Les molècules d'aigua poden absorbir gran quantitat de calor sense elevar la temperatura notablement, trencar ponts H.

· Elevada constant dielèctrica. Indica la tendència de l'aigua a oposar -se a atraccions entre ions. Dipols, Solvatació iònica.

· Elevada calor de vaporització. S'elimina molta calor amb poca pèrdua d'aigua.

2.3 PROPIETATS DE L'AIGUA III

· Baix grau d'ionització. En l'aigua líquida hi ha una quantitat molt menuda de molècules ionitzades: 2H2O <->H3O+ + OH- El producte de les concentracions es constant i s'anomena producte iònic (Kw). A 25 ºC és 10-14 En l'aigua pura, la concentració d'ions d' H3O+ i OH- és igual a 1· 10-7 En una disolució aquosa, la proporció d'ions varia però el producte iònic és constant.Neutres, H3O+ i OH- igualsÀcides, la concentració d'H3O+ es superior a OH- Bàsiques, la concentració d' OH- major a H3O+

2.4 IMPORTÀNCIA BIOLÒGICA DE L'AIGUA

• Principal dissolvent biològic. Pels ponts d'hidrògen, solvatació
• Funció metabòlica. Participa en vies metabòliques.
• Funció estructural. Dóna volum a les cèl·lules, turgència. Deformacions del citoplasma.
• Funció mecànica amortidora. Líquid incopressible, sinovial, articulacions.
• Funció de transport. Gran capacitat dissolvent i capil·laritat (ascensió saba)
• Funció termoreguladora. Elevada calor específica.
• Permet la vida en climes freds. Densitat major de l'aigua líquida.

Les salsminerals

"Podem trobar sals minerals dissoltes o sals minerals precipitades"

3.1 SALS MINERALS DISSOLTES

Sals minerals solubles en l'aigua es troben dissociades en els seus ions en medis intracel·lulars i extracel·lulars.

Ions amb càrrega negativa més freqüents : clorurs, fosfats, fosfats àcids, carbonats, bicarbonats i nitrats.

Cations més abundants: sodi, potassi, calci, magnesi i ferro.

3.1 SALS MINERALS DISSOLTES (FUNCIONS)

• Mantenir el grau de salinitat en els organismes. les concentracions salines depen en els compartiments, per exemple el plasma.
• Regulat l'activitat enzimàtica. Cofactors enzimàtics Zn2+, Ca2+, Fe2+ o Mg2+

• Regular la pressió osmòtica i el volum cel·lular. Entrada o eixida d'aigua, medis hipertònics, isotònics o hipotònics.
• Estabilitzar les dispersions col·loidals. Manteniment en suspensió.
• Generar potencials elèctrics. Distribució diferent dels ions a ambdues parts de la membrana (potencial de membrana)
• Regular el pH. Sistemes tampó o dissolucions amortidores bicarbonat (extracel.) i fosfat (intracel.)
• Algunes sals minerals tenen funcions específiques

3.2 DISSOLUCIONS AMORTIDORES DEL PH

Denominades també tampó o buffer, són dissolucions de naturalesa variad a, mantenen el pH constant quan s'afegix un àcid o una base. Generalment contene dos espècies iòniques en equilibri formades per àcids dèbils i les seues bases conjugades, l'alteració del pH del medi es contrarresta desplaçant l'equilibri. Són imprescindibles per mntenir la vida i poder realitzar funcions, poden ser orgànics (proteínes, aminoàcids..) o inorgànics com el tampó bicarbonat i el tampó fosfat. Tampó bicarbonat (tampó extracel·lular, s'elimina excés de CO2 pels pulmons i el de bicarbonat en l'orina) CO2 + H2O <-> H2CO3 <-> H+ + HCO3- Tampó fosfat (tampó intracel·lular, per l'alta quantitat de fosfats dins la cèl·lula amortigua molt bé) HPO42- + H2O <-> H2PO4- + H3O+

3.2 SALS MINERALS PRECIPITADES

Són aquelles que trobem de forma sòlida. Poden organitzar-se com cristalls i també unides a altres macromolècules com algunes proteiques. Trobem silicats, carbonats i fosfats.

Lesvitamines

LES VITAMINES

Són biomolècules d'una complexitat molt variada, pertanyen a diverses classes de principis inmediats. Indispensables en la dieta, llevat d'algunes excepciones. Generalment, són d'origen vegetal, les quantitats diàries requerides són mínimes. La seua absència o excés causen malalties carencials:

• Avitaminosi
• Hpovitaminosi
• Hipervitaminosi

Moltes són precursores de coenzims i de molècules actives en el metabolisme. Es classifiquen en:

• Liposolubles: A, D, E, i K
• Hidrosolubles: C i totes les del grup B

VITAMINES LIPOSOLUBLES

VITAMINES HIDROSOLUBLES 1

VITAMINES HIDROSOLUBLES 2

VITAMINES HIDROSOLUBLES 3

Caràctercol·loidal de la matèria viva

DISSOLUCIONS I DISPERSIONS

Conceptes bàsics:

• Fase dispersant/fase dispersa
• Dissolució vertadera/dispersió coloidal
• Emulsió
• Suspensió
• Coagulació
• Hidrofòbica/hidrofílica
• Sol/gel

PROPIETATS DE LES DISPERSIONS COL·LOIDALS

L'osmosi

EL PROCÉS D'OSMOSI

Difusió d'un dissolvent a través d'una membrana semipermeable. Depén de la diferència de concentracions de sals dissoltes. Dissolucions

• Hipertònica
• Isotònica
• Hipotònica

Pressió osmòtica

LES MEMBRANES CEL·LULARS I L'OSMOSI

Quan el medi extern cel·lular és hipertònic respecte de l'intern, ix de la cèl·lula aigua per osmosi:

• Disminueix el volum cel·lular.
• Augmenta la pressió osmòtica dins la cèl·lula.
• En animals crenació i en vegetals plasmòlisi.

Quan el medi extern cel·lular és hipotònic respecte de l'intern, es produeix entrada d'aigua i ocasiona:

• Augment del volum cel·lular.
• Disminueix la pressió osmòtica dins de la cèl·lula.
• En cèl·lules animals es pot produir hemòlisi i en cèl·lules vegetals turgència.

Si el contingut cel·lular és isotònic no es produeix intercanvi d'aigua.

OSMOREGULACIÓ

Animals

Unicel·lulars

Vegetals

Els arrels van absorbint l'aigua. Turgència. Eixida d'aigua pels estomes.

• Peixos d'aigua dolça
• Invertebrats aquàtics
• Peixos d'aigua salada
• Rèptils i aus (alguns beuen aigua salada)
• Mamífers i altres animals terrestres: renyons, intestí gros, pell.

En alguns casos `presència de paret cel·lular que protegeix. Altres casos vacúols pulsatius (aboquen a l'exterior l'excés d'aigua)

la importància de la ciència

Activitats

ACTIVITATS

2, 5, 7, 8, 9 i 10

ActivitatsPAU

ACTIVITATS PAU

Extraordinària 20 Pregunta 1 1.1

Ordinària 22 Pregunta 1 1.2, 1.3c

Ordinària 21 Pregunta 2 2.3

Extraordinària 22 Pregunta 1 1.1

Ordinària 20 Pregunta 1 1.3

GRÀCIES!