Bioelements, Biomolècules i Propietats Essencials de l'Aigua
Què són els bioelements i les biomolècules?
Bioelements
Són els elements químics que formen la matèria viva. Segons el percentatge en què apareixen a la natura, es classifiquen en:
- Primaris (97%): C, H, O, N, P, S (CHONPS)
- Secundaris (2,5%): Na, Mg, K, Ca, Cl
- Oligoelements (<0,5%): Fe, Cu, I, Mn, etc.
Biomolècules
Són les molècules que formen la matèria viva. Inclouen:
- Glúcids
- Lípids
- Proteïnes
- Àcids nucleics
Bioelements primaris i secundaris (CHNaOKPCa)
Identificació i funcions d'alguns bioelements:
- Primaris (P): C, H, O, P
- Secundaris (S): Na, K, Ca
Funcions destacades:
- C (Carboni): Gràcies a poder generar 4 enllaços, forma cadenes llargues que són l'esquelet de les biomolècules.
- H (Hidrogen) i O (Oxigen): Formen part d'aquest esquelet de les biomolècules i de l'aigua.
- Na (Sodi) i K (Potassi): La bomba Na/K regula el transport d'ions a les cèl·lules i l'impuls nerviós.
- P (Fòsfor): Forma part de molècules molt energètiques com l'ATP i dels àcids nucleics.
- Ca (Calci): És important en la divisió cel·lular, la contracció muscular i per formar el sistema esquelètic.
Importància del Carboni (C) per a la vida
Perquè és capaç de generar 4 enllaços covalents estables i, per tant, formar llargues cadenes carbonades, que constitueixen l'esquelet bàsic de les biomolècules essencials per a la vida.
Definició d'oligoelement i exemples
Els oligoelements són bioelements que constitueixen la matèria viva i, encara que es troben en un percentatge inferior al 0,5%, són absolutament necessaris per a la vida.
Exemples i funcions:
- Fe (Ferro): Forma part de l'estructura de l'hemoglobina i és necessari per al transport d'oxigen.
- Cu (Coure): Forma part de l'estructura de l'hemocianina (pigment respiratori en alguns invertebrats).
- I (Iode): Important per a la síntesi d'hormones tiroidals, que regulen el metabolisme.
- Mn (Manganès): Té un paper estructural als cloroplasts i actua com a cofactor enzimàtic.
Propietats fonamentals de l'aigua
- Alta calor específica: És la calor necessària per pujar en 1 °C la temperatura d'una unitat de massa. Ajuda a regular la temperatura corporal i ambiental.
- Elevat poder dissolvent: Actua com a dissolvent universal per a moltes substàncies polars i iòniques, facilitant el transport de substàncies als organismes (ex: sang).
- Menor densitat en estat sòlid: El gel sura sobre l'aigua líquida, aïllant tèrmicament les masses d'aigua i permetent la vida aquàtica en climes freds.
- Alta cohesió i tensió superficial: Les molècules d'aigua estan fortament unides entre si (cohesió), la qual cosa genera una alta tensió superficial. Això és clau per a fenòmens com el transport de saba bruta als arbres.
Per què no es gelen els líquids corporals dels peixos?
Els líquids corporals dels peixos que neden en aigües a temperatures properes o inferiors a 0 °C no es gelen perquè contenen diverses substàncies dissoltes (sals, proteïnes, etc.). Aquesta presència de soluts disminueix el punt de congelació de l'aigua (propietat col·ligativa).
Relació entre el clima costaner i l'aigua
El clima a la costa és generalment més suau (menys extrem) que a l'interior. Això es deu a l'alta calor específica de l'aigua. Les grans masses d'aigua (mars, oceans) absorbeixen molta calor a l'estiu sense augmentar excessivament la seva temperatura i alliberen aquesta calor lentament a l'hivern, moderant les temperatures: a l'hivern fa menys fred i a l'estiu fa menys calor a prop de la costa.
Explicació del procés d'osmosi
L'osmosi és un tipus de difusió passiva caracteritzat pel pas d'aigua a través d'una membrana semipermeable (que permet el pas del dissolvent, però no necessàriament del solut) des d'una dissolució més diluïda (hipotònica) cap a una de més concentrada (hipertònica), fins que les concentracions a banda i banda de la membrana s'igualen o es genera una pressió hidrostàtica que impedeix el flux net d'aigua.