1 La composició dels éssers vius

38 ! BIOLOGIA 1r BATXILLERAT ! © GRUP PROMOTOR / SANTILLANA EDUCACIÓN, S. L. !

La composició dels éssers vius

1. En la primera part de la unitat s’introdueix el concepte de biologia i les característiques dels éssers vius.

D’altra banda és important fer atenció als enllaços químics, tot i que és un tema que poden haver vist també

a la matèria de química.

2. La representació dels elements i dels compostos químics mitjançant les fórmules és un aspecte important dins

del llenguatge químic, ja que sense fórmules la química no s’entendria tal com es coneix avui.

3. Un altre aspecte molt important en la ciència és el tractament gràfic de les dades experimentals obtingudes.

Es treballa la informació que es pot extreure d’una representació gràfica i es fan gràfics senzills a partir

de les dades d’una taula.

ASPECTES QUE CAL TENIR EN COMPTE

MAPA DE CONTINGUTS

1

està contingut en

estan formades per

exemples exemples

exemples s’estudiaran en unitats següents

poden ser

estudia la vida segons

en funció del grau de complexitatestructural que hi ha

fent anàlisiquímica

fent anàlisifísica

es classifiquen

en

esclassifiquen

en

LA BIOLOGIA

nivellsubatòmic

nivellatòmic

nivellmolecular

nivellcel·lular

nivellpluricel·lular

nivell de població

nivelld’ecosistema

bioelements biomolècules

dissolucions i dispersions col·loidals

els nivells d’oganització de la matèria

aigua (dissolvent)

O, C, H, N, P, S

Ca, Na, K,Mg, Cl, Fe, I

molècules disperses (solut)

PRIMARIS SECUNDARIS SIMPLES COMPOSTES

INORGÀNIQUES

aigua

diòxid de carboni

sals minerals

glúcids

lípids

proteïnes

àcids nucleics

ORGÀNIQUES

la composició dels éssers vius

ftw

39! BIOLOGIA 1r BATXILLERAT ! © GRUP PROMOTOR / SANTILLANA EDUCACIÓN, S. L. !

La composició dels éssers vius

1. Comprendre que la biologia és la ciència que estudia els éssers vius tant a nivell estructural com funcional i saber les característiques fonamentals dels éssers vius.

2. Conèixer els set nivells d’organització de la matèria.

3. Conèixer els conceptes químics fonamentals per entendre la composició de la matèria viva.

4. Identificar els bioelements com els elements químicsconstituents de la matèria viva.

5. Conèixer la classificació de les biomolècules o principisimmediats.

6. Reconèixer la importància de l’aigua per als éssersvius i les seves característiques o propietats, per interpretar les funcions que duu a terme en els processos biològics.

7. Saber les formes en què es troben les sals minerals en els éssers vius i algunes de les funcions que duen a terme.

8. Distingir entre dissolucions i dispersions col·loidals i conèixer la importància de la regulació del pH en els medis intracel·lulars i extracel·lulars.

OBJECTIUS

CRITERIS D’AVALUACIÓ

PROVES D’AVALUACIÓ

Activitats Activitats prova 1 prova 2

a) Reconèixer la dificultat de definir la vida. Definir biologia. Conèixer 1 1

les característiques fonamentals dels éssers vius. (Objectiu 1)

b) Conèixer els nivells d’organització de la matèria. (Objectiu 2) 2 2

c) Saber els conceptes químics per entendre la composició de la matèria viva.Comprendre l’enllaç d’hidrogen i saber representar-lo. (Objectiu 3)

3, 5 3, 4

d) Distingir entre bioelements i oligoelements i posar-ne els exemples corresponents. (Objectiu 4)

4 5

e) Conèixer la definició i la classificació de les biomolècules. (Objectiu 5) 10 10

f) Relacionar cadascuna de les característiques de l’aigua amb la funció que duu a terme en els éssers vius. (Objectiu 6)

6 6

g) Conèixer les formes en què es troben les sals minerals en els éssers vius. (Objectiu 7) 7 7

h) Saber definir dissolució i descriure’n les propietats (reconèixer la importànciade l’estabilitat del pH en relació amb el medi cel·lular). Saber definir dispersió 8, 9 8, 9col·loidal i descriure’n les propietats. (Objectiu 8)

CRITERIS D’AVALUACIÓ

CONTINGUTS

• Definició de vida i concepte de biologia. Característiques dels éssers vius. (Objectiu 1)

• Descripció dels tres nivells d’organització de la matèria abiòtics i els quatre biòtics. (Objectiu 2)

• Descripció dels cinc conceptes químics per entendre la composició de la matèria viva. (Objectiu 3)

• Definició de bioelement. Bioelements primaris i secundaris (indispensables, variables, plàstics i oligoelements).Propietats i exemples. (Objectiu 4)

• Definició de biomolècula o principi immediat. Classificació de les biomolècules. (Objectiu 5)

• Formes de l’aigua en els éssers vius. Característiques fonamentals de l’aigua. Correlació entre les característiques de l’aigua i les funcions que duu a terme en els éssers vius. (Objectiu 6)

• Descripció de les formes en què es troben les sals minerals en els éssers vius. Exemples. (Objectiu 7)

• Definició de dissolució i descripció de les propietats (definició de pH i la seva important relació amb el medi cel·lularmitjançant les solucions tampó). Definició de dispersió col·loidal i descripció de les propietats. (Objectiu 8)

• Documentació i recerca d’informació sobre temes de la ciència de la biologia.

• Respecte per les normes d’ús del laboratori, rigor i ordre en la realització de qualsevol treball.

• Consideració i reconeixement de la biologia com a ciència canviant i dinàmica, amb diferents àrees de coneixement.

• Desenvolupament d’una actitud crítica davant la informació obtinguda.

1 ftw

40 ! BIOLOGIA 1r BATXILLERAT ! MATERIAL FOTOCOPIABLE ! © GRUP PROMOTOR / SANTILLANA EDUCACIÓN, S. L. !

AVALUACIÓ

PROVA D’AVALUACIÓ 11El creixement és exclusiu dels éssers vius? Raona la resposta.

a) Quins nivells d’organització són comuns per a la matèria viva i per a la matèria inerta?

b) Quins són els elements o els components d’aquests nivells? Posa’n exemples.

c) Omple la taula següent:

Si dos àtoms comparteixen electrons, l’enllaç que s’ha format és iònic o covalent?

Què significa l’expressió «bioelements plàstics»? Posa’n quatre exemples.

Dibuixa l’enllaç d’hidrogen que presenten les molècules d’aigua.

Quina característica de la molècula d’aigua dóna a aquest líquid tantes qualitats essencials per a la vida?

Esmenta tres atributs de les sals minerals precipitades i posa dos exemples d’aquestes sals.

Quan les cèl·lules expulsen en el líquid extracel·lular el diòxid de carboni (CO2) format com a rebuig

metabòlic, bona part d’aquest es combina amb aigua per formar àcid carbònic: CO2 ! H2O → H2CO3.

Per què aquesta incorporació d’àcid no danya l’organisme si l’interval de valors de pH en el qual les cèl·lules

funcionen de manera adequada és tan estret?

L’any 1727, Hales va establir per primera vegada que hi havia d’haver una relació entre l’activitat

de les fulles i l’ascens de la saba. Va introduir diferents branques d’arbres, amb diferent

quantitat de fulles, en recipients idèntics que contenien la mateixa quantitat d’aigua,

i va observar que l’aigua d’aquests disminuïa proporcionalment a la superfície total

de les fulles que tenia cada branca.

Tenint en compte l’experiment anterior, digues per què les flors tallades es posen en aigua

per mantenir-les amb bon aspecte durant més temps.

Defineix biomolècula.10

9

8

7

6

5

4

3

2

1

Exemples Nivells d’organització

Ronyó

Coloms de Barcelona

Bosc

Plantes i animals d’un riu

Leucòcit

ftw

41! BIOLOGIA 1r BATXILLERAT ! MATERIAL FOTOCOPIABLE ! © GRUP PROMOTOR / SANTILLANA EDUCACIÓN, S. L. !

AVALUACIÓ

PROVA D’AVALUACIÓ 21La reproducció és exclusiva dels éssers vius? Raona la resposta.

a) Quins nivells d’organització són exclusius de la matèria viva?

b) Quins són els elements o els components d’aquests nivells? Posa’n exemples.

c) Omple la taula següent:

Esmenta quatre tipus d’interacció entre àtoms o molècules.

Dibuixa l’enllaç iònic del clorur de sodi.

Què són els oligoelements? Posa’n quatre exemples.

Cada gram (g) d’aigua absorbeix 540 calories (cal) en evaporar-se. Calcula la quantitat de calor per cm2

que es perd a través de 5 cm2 de superfície corporal per cada 10 g d’aigua que s’hi evaporen.

Quina és la funció principal de les sals minerals dissoltes? Quines alteracions provoca la variació

d’aquestes sals?

Omple els buits de la taula següent escrivint dues diferències i dues semblances entre difusió i osmosi:

Si un organisme X fos isotònic respecte d’una solució que és hipertònica per a un altre organisme Y,

en quin d’aquests organismes es produirà un ingrés net d’aigua en submergir-los tots dos en la solució?

a) En l’organisme X?

b) En l’organisme Y?

c) En cap dels dos? Raona la resposta.

Classificació de les biomolècules.10

9

8

7

6

5

4

3

2

1

Difusió Osmosi

Diferències

Semblances

Exemples Nivells d’organització

DNA

Electró

Cloroplast

Aigua

Àtom de calci

ftw


ATENCIÓ A LA DIVERSITAT

FITXA DE REFORÇ1Què són les solucions tampó o amortidores?

Omple la taula següent:

Quins efectes produeixen sobre el cor els ions K! i Ca2! aïlladament? I conjuntament?

El contingut dels glòbuls vermells de la sang de l’espècie humana té una concentració salina del 9 per 1.000.Què passaria si a una persona li injectem en una vena una solució salina al 3 per 1.000?

Per què el silici, que és un element molt més abundant que el carboni a l’escorça terrestre, no és un elementmajoritari en la composició de la matèria viva?

Quines funcions biològiques té el ferro en els animals i en l’ésser humà? Quins són els símptomes de la sevamanca?

Quines funcions té el liti?

Per què no creixen microorganismes en aliments com la salaó o la llet condensada?

És correcte afirmar que la quantitat en què es troba un bioelement en l’organisme reflecteix la sevaimportància biològica? Posa algun exemple que demostri la teva resposta.

Per què podem considerar que els virus estan situats a la frontera de la vida, és a dir, entre els nivellsd’organització biòtics i abiòtics?

10

9

8

7

6

5

4

3

2

1

Funcions de l’aigua en els éssers vius

Funció Descripció

Dissolvent

Bioquímica

Estructural

Mecànica amortidora

Termoreguladora

ftw


ATENCIÓ A LA DIVERSITAT

FITXA D’AMPLIACIÓ1Per què el límit inferior dels valors de pH és 0 i el superior 14?

Per què el gel, que és aigua sòlida, té menys densitat que l’aigua líquida? Raona la resposta.

Què es requereix per formar un enllaç d’hidrogen?

Què fa l’aigua quan dissol una sal iònica?

Per què el mar estabilitza les temperatures moderades en les zones costaneres?

Al dibuix hi ha representats els orgànuls cel·lulars

(que constitueixen un subnivell dins del nivell

d’organització molecular de la matèria).

a) Digues els noms que corresponen

als nombres.

b) La cèl·lula és procariota o eucariota? Per què?

c) Es tracta d’una cèl·lula animal o vegetal?

Per què?

En què consisteix un xoc de calor? Per què es

produeix?

Entre els productes de descomposició d’un animal, quins d’aquests compostos es podria trobar?:

àcid sulfhídric, amoníac, àcid fosfòric, hidròxid d’alumini. Raona la resposta.

Una persona adulta que realitza un treball de força, pot arribar a perdre per transpiració fins a 1,6 litres

d’aigua per hora. Sabent que calen 580 calories per vaporitzar 1 gram d’aigua, calcula la quantitat de calor

que es perd després d’una hora gràcies a aquesta transpiració, en el cas que tota la suor s’evapori

completament.

Alguns éssers vius que no tenen mecanismes de termoregulació poden suportar, sense congelar-se,

temperatures inferiors als 0° C. Explica el perquè d’aquest fenomen.

A finals d’hivern i principis de primavera de l’any 2008, Barcelona, que concentra la major part d’habitants

de Catalunya, va viure una alarmant situació a causa de la sequera i del baix nivell d’aigua dels pantans.

Entre d’altres solucions proposades

hi havia la construcció de plantes

de dessalatge d’aigua de mar.

Una de les tècniques més utilitzades

en aquestes plantes és l’osmosi

inversa. Un esquema d’una unitat

d’aquest tipus és el de la figura

de la dreta:

Busca informació per:

a) Identificar els components 1, 2 i 3

de l’esquema.

b) Explicar breument com funciona

l’osmosi inversa.

11

10

9

8

7

6

5

4

3

2

1

1

3

2

12

5

4

3

6

79

10

8

ftw


SOLUCIONARI1INICI D’UNITAT

• Perquè totes les reaccions químiques necessàries per a la vi-

da es duen a terme en el si de l’aigua, i generalment entre

substàncies solubles en aigua.

• Ha de mantenir una distància adequada respecte d’una es-

trella perquè la seva temperatura permeti l’existència d’aigua

líquida. També ha de tenir una mida suficient per mantenir

una atmosfera que estabilitzi la temperatura i que filtri les

RUV solars.

ACTIVITATS

1.1. Els éssers vius es nodreixen de l’exterior, es relacionen

amb el medi i amb els altres éssers vius, i es reproduei-

xen, és a dir, duen a terme les tres funcions vitals. Tot ai-

xò es desprèn del fet que són organismes complexos i que

actuen per si mateixos.

1.2. Perquè la biologia es fonamenta en l’estudi directe de la

matèria.

1.3. Electró, àtom, proteïna, mitocondri, cèl·lula, formiga, po-

blació, bosc.

1.4. Si les cèl·lules que formen aquest grup estan unides i no

es poden separar, el conjunt pertany al nivell pluricel·lu-

lar, subnivell de tal·lus. Així doncs, abraça els nivells sub-

atòmic, atòmic, molecular, cel·lular i pluricel·lular. En can-

vi, si tan sols s’agrupen temporalment es tracta d’una

colònia i, per tant, no tardarà a tenir el nivell pluricel·lular.

1.5. Són el nivell subatòmic, l’atòmic i el molecular. Tots tres

són abiòtics perquè en aquests nivells no es duen a terme

les tres funcions vitals. El nivell d’organització més baix

que pot fer les tres funcions vitals és el nivell cel·lular.

1.6. L’àtom de nombre atòmic 17 és més electronegatiu, per-

què únicament necessita guanyar un electró per arribar

a 8 en el darrer orbital.

1.7. Sobre la base del fet que quan el nombre d’electrons

del darrer orbital és més pròxim a vuit (o a dos si el dar-

rer orbital també és el primer, com passa amb l’hidrogen),

més tendència presenta l’àtom a captar electrons (és més

electronegatiu), resulta que l’ordre és: els primers, el O i

el S, ja que amb sis electrons en el darrer orbital tendei-

xen a guanyar-ne dos; després, el N, que amb cinc elec-

trons al final tendeix a guanyar-ne tres i, per tant, com

que està més allunyat de vuit, no és tan àvid d’electrons

com el O i el S; i després, el C i el H, que, com que tots

dos tenen la meitat dels electrons que caben en el darrer

orbital (quatre i un, respectivament), tenen gairebé la ma-

teixa tendència a agafar-ne la meitat que els falta com a

donar-ne la meitat que tenen. En realitat, el tema és més

complex, perquè en l’electronegativitat també influeix el

nombre total d’electrons, és a dir, la distància del darrer

orbital al nucli atòmic. Com més distància, menys atrac-

ció exerceix el nucli. Així doncs, com que el volum del O

(té 8 e!) és més petit que el del S (té 16 e!), el O resul-

ta més electronegatiu que el S. Com que el N (7 e!) tam-

bé és molt més petit que el S, malgrat que li falten més

electrons en el darrer orbital, també resulta més elec-

tronegatiu que el S. Finalment, el C és més electrone-

gatiu que l’hidrogen perquè aquest darrer, quan guanya

un electró, a causa de la repulsió entre els electrons i

el fet de tenir un sol protó, augmenta molt de volum. En

resum, en una escala de 0 a 4, en què 2 és el pas de

ser electropositiu (tendència a donar electrons) a ser

electronegatiu (tendència a guanyar-los), els valors són

O (3,5), N (3,0), S (2,5), C (2,5) i H (2,1).

1.8. Perquè reaccionaria amb l’oxigen espontàniament i for-

maria aigua.

1.9. Que malgrat que el 79 % de la mescla de gasos que cons-

titueixen l’atmosfera és nitrogen, a penes hi ha orga-

nismes autòtrofs que el puguin aprofitar com a font del

nitrogen per sintetitzar-ne les proteïnes, els àcids nu-

cleics, etc. A causa d’això necessiten obtenir- lo dels ni-

trats dissolts a l’aigua. Així doncs, hi ha la paradoxa que

poden morir per falta de nitrogen, malgrat que viuen

en un medi en el qual el nitrogen és l’element més abun-

dant.

1.10. De les molècules de O2 que, procedents de l’aire,

s’han difós i s’han dispersat entre les molècules de H2O.

L’onatge i els salts d’aigua afavoreixen molt aquesta di-

fusió. Una petita part de l’oxigen present entre les mo-

lècules d’aigua també pot procedir de la fotosíntesi de

les algues i les plantes aquàtiques.

1.11. Perquè les aigües continentals provenen de la pluja i

aquesta es forma a partir del vapor d’aigua, i ja se sap

que tan sols s’evapora l’aigua, no les sals minerals dis-

soltes que pugui contenir. D’altra banda, després de tants

milions d’anys de pluges, la major part de les sals solu-

bles que hi havia als continents ja han estat dissoltes i

arrossegades fins als oceans.

1.12. En el cas del H2S és perquè com que el S és un àtom

més gran que el O, el seu nucli atreu amb menys força

l’electró de l’hidrogen i, per tant, no és una molècula tan

dipolar com l’aigua i les molècules de H2S queden se-

parades entre si i formen un gas. En el cas del SO2 és

perquè en no contenir hidrogen les molècules són apo-

lars, no s’atrauen entre si i formen un gas.

1.13. Perquè, a causa del volum atòmic més gran del silici (té

més electrons que el C), atrau amb molta menys força

els quatre electrons del darrer orbital. Això fa que els en-

llaços entre silicis (...–Si –Si–Si ...) siguin molt febles, i

que per això no es puguin formar polímers estables de

silici, i que els enllaços amb l’oxigen siguin tan forts (SiO2)

que resulten gairebé indestructibles. Això darrer dificul-

ta molt que aquest compost pugui reaccionar amb al-

tres substàncies (fins i tot els àcids més forts, excloent-

ne el fluorhídric, són incapaços d’atacar el quars i el

vidre), per la qual cosa aquesta substància és incapaç

de constituir matèria viva, que és una matèria que pràc-

ticament ha d’estar en reacció contínua.

1.14. No. Per exemple, els ossos són matèria viva i, en can-

vi, estan constituïts principalment per fosfat tricàlcic, que

és un compost inorgànic.

1.15. Perquè, com que l’oxigen és un àtom molt àvid d’elec-

trons (molt electronegatiu), trenca fàcilment els enllaços


SOLUCIONARI1entre el C i el H (els dos àtoms bàsics de les biomolècu-les orgàniques), i això fa que s’alliberi l’energia quími-ca que contenen.

1.16. Perquè, com que el fòsfor té cinc electrons al darrerorbital, com el nitrogen, però aquests estan molt mésallunyats del nucli, no estan tan fortament atrets. A cau-sa d’això, els enllaços del fòsfor amb l’oxigen (P – O) sónmés forts (els oxígens no han de contrarestar tanta atrac-ció). Els enllaços P – O són més forts que els enllaços N – O, S – O o C – O. Així doncs, els enllaços P – O sónels idonis per emmagatzemar energia, ja que són els en-llaços més rics en energia, però sense deixar de ser sus-ceptibles de trencar-se en condicions compatibles ambla vida.

1.17 Perquè la seva funció no és constituir estructures nireserves energètiques, sinó catalitzar reaccions quími-ques. Els catalitzadors hi intervenen, i això afavoreix queels altres reaccionin, és a dir, ells no es consumeixen.

1.18 Perquè la vida necessita reaccions químiques contínuesque tan sols són possibles en el medi aquós.

1.19. «El carboni, l’oxigen, l’hidrogen i el nitrogen són bioe-

lements plàstics de pes atòmic baix, fet que no neces-

sàriament està relacionat amb la possibilitat de formarenllaços covalents. Tret del carboni, els altres són ele-ments abundants a les capes més externes de la Ter-ra, i els compostos que formen poden ser solubles o in-

solubles en aigua.»

1. 20. Totes es deriven del fet que les seves molècules s’atreuenentre si per enllaços d’hidrogen.

1. 21. Quan actua amb funció dissolvent la molècula d’aiguaes manté estable, en canvi quan actua en una hidròlisila molècula es trenca en un ió H! i un ió OH".

1.22. Perquè, com que l’oxigen és un àtom molt àvid d’elec-trons (molt electronegatiu), reté al seu costat la majorpart del temps els electrons dels dos hidrògens, i així sor-geix una determinada càrrega negativa al costat de l’à-tom d’oxigen, i una determinada càrrega positiva en ca-dascun dels dos àtoms d’hidrogen. Per l’efecte d’aquestapolaritat s’estableixen forces d’atracció elèctrica entre l’hidrogen d’una molècula i l’oxigen de l’altra, els ano-menats enllaços intermoleculars d’hidrogen (ponts d’hi-drogen), i així es formen polímers de tres a deu molècu-les d’aigua, per la qual cosa el pes molecular és de 3 # 18 a 10 # 18, molt més gran en aquest darrer casque el pes molecular del SO2, que és 64; per tant, escomporta com un líquid en lloc de fer-ho com un gas.

1.23. A causa de l’electronegativitat de l’oxigen, l’enllaç amb l’hidrogen és molt fort i, per això, el grau d’ionitza-ció (H2O → H! → OH") és baix. A més, s’originen polselèctrics positius i negatius a la molècula (constant die-lèctrica elevada), i gràcies a això sorgeixen els enllaçosintermoleculars d’hidrogen. Aquests mantenen les mo-lècules d’aigua molt unides, per això resulta difícil sepa-rar-les mecànicament (alta tensió superficial), s’ha desubministrar molta calor perquè augmenti la temperatu-ra, és a dir, perquè augmenti el grau d’agitació de les se-ves molècules (calor específica elevada), i fa falta molta

calor per aconseguir que, a causa del grau d’agitaciómés elevat, les molècules se separin totalment i passina l’estat gasós (calor de vaporització elevada). La granatracció entre les molècules d’aigua en estat líquid faque la distància entre elles sigui més petita que quan es-tà en estat sòlid, i això explica que l’aigua sigui més den-sa que el gel (un mateix nombre de molècules ocupamés volum en estat sòlid que en estat líquid).

1.24. És un gran dissolvent dels compostos iònics com ara elNaCl, perquè, com que és una molècula dipolar, ambles càrregues elèctriques debilita l’atracció elèctrica en-tre el Na! i el Cl". També dissol bé els compostos cova-lents polars com ara la glucosa C6H12O6, perquè debili-ta els enllaços entre les molècules. No dissol elshidrocarburs perquè són molècules apolars, és a dir,sense càrregues elèctriques.

1.25. No hi correspon perquè, com que s’estableixen enllaçosd’hidrogen, el que hi ha en realitat són polímers de tresa deu molècules d’aigua juntes.

1.26. Ions que exerceixen funcions contràries; per exemple,el K! afavoreix l’entrada d’aigua a la cèl·lula (turgència),mentre que el Ca2! la disminueix.

1.27. En ingerir aliments amb una acidesa diferent de la delmedi intern de l’organisme, aquest canviaria el seu pH,amb el consegüent trastorn que això produiria perquèmolts enzims tan sols actuen en un interval de pH moltestret. Davant d’una pujada de pH, és a dir, davant d’undescens de H3O

!, el tampó bicarbonat actua alliberantió àcid.

CO2 ! 2H2O → H2CO3 ! H2O → HCO"

3 ! H3O!

Davant d’una baixada de pH, és a dir, davant d’un aug-ment de H3O

!, el tampó bicarbonat actua absorbint l’ex-cés d’ió àcid.

HCO"

3 ! H3O!→ H2CO3 ! H2O → CO2 ! 2H2O

1.28. pH $ – log (1,4 · 10"8) $ 7,854

pH $ – log (4 · 10"6) $ 5,398

1.29. L’osmosi és el pas del dissolvent entre dues dissolucionsque presenten una concentració diferent de soluts i queestan separades per una membrana que tan sols deixapassar les molècules de dissolvent. La diàlisi, en can-vi, és la separació de les molècules de baix pes molecu-lar respecte de les d’elevat pes molecular, gràcies a unamembrana que tan sols deixa passar les petites. En re-sum, l’osmosi és un procés que tendeix a igualar con-centracions, mentre que la diàlisi és un procés que ten-deix a separar els cristal·loides dels col·loides.

1.30. En recobrir els aliments amb sal, es forma una dissolu-ció saturada a l’exterior d’aquests, i això implica la sor-tida d’aigua de l’interior de l’aliment per un procés d’os-mosi. Així, l’aliment s’asseca i, com que no hi ha aigua,els bacteris no s’hi poden reproduir ni alterar-lo.

1.31. Perquè, com que el medi intern de l’enciam té més so-luts que l’aigua externa, es produeix l’entrada d’aiguaper osmosi, amb la consegüent turgència de les fulles.Quan s’hi afegeix sal, el medi extern es fa més salí, amb


SOLUCIONARI1la qual cosa es produeix la sortida d’aigua des de l’in-

terior de la fulla per osmosi, amb la consegüent pèr-

dua de turgència.

1.32. Perquè la superfície de les macromolècules adsorbeix

molt les molècules d’aigua, i per això no s’evaporen. Un

exemple d’aquesta propietat en els organismes és la mu-

cositat dels cargols de terra i dels llimacs, que dificulta

la dessecació de la pell.

1.33. Perquè si un reactiu atrau cap a la seva superfície l’al-

tre reactiu, això facilita la trobada entre tots dos i, per

tant, que es doni la reacció.

1.34. Perquè, com que hi ha més soluts al medi intern de la

planta que a l’aigua externa, per un procés d’osmosi,

aquesta travessa l’epidermis de l’arrel i hi entra a l’inte-

rior. L’aigua de mar no sadolla la set perquè, com que

és més salada que el medi intern de les cèl·lules de les

parets intestinals, per un procés d’osmosi, en lloc d’en-

trar a les cèl·lules, el que passa és que surt aigua d’a-

questes cap a la llum de l’intestí on hi ha l’aigua marina.

1.35. Perquè, si fossin hipotòniques respecte de la salinitat in-

terna dels glòbuls vermells, entraria aigua en aquests,

fins arribar a rebentar-los per un excés de turgència; i si

fossin hipertòniques, en sortiria aigua, i fins i tot la mem-

brana es podria arribar a trencar en encongir-se (plas-

mòlisi).

1.36. Presenten permeabilitat selectiva i poden sofrir proces-

sos d’osmosi.

1. 37. Es poden formar entre elements molt electronegatius

(agafen electrons) i elements molt electropositius (do-

nen electrons) per arribar a tenir 8 electrons en l’últim

orbital (excepte que es tracti de l’hidrogen, que només

necessita 2 electrons).

L’aigua els dissol molt fàcilment, perquè és una molècu-

la amb càrregues elèctriques que es posa entre els dos

ions i, en participar en aquestes atraccions com un ele-

ment més, els dos ions se separen.

1. 38. Es formen entre àtoms d’igual o similar electronegativi-

tat. Per exemple entre dos àtoms d’oxigen, dos àtoms de

nitrogen, etc. I també entre àtoms de carboni i d’hidro-

gen, ja que tots dos estan amb la meitat d’electrons dels

que necessiten per arribar a completar l’últim orbital.

Són insolubles en aigua, ja que els àtoms units per un

enllaç covalent apolar no es mantenen per atraccions

entre càrregues elèctriques sinó per compartició d’elec-

trons i l’aigua no pot actuar separant-los.

1. 39. L’entrada és deguda a un procés d’osmosi. L’ascensió

és deguda a la capil·laritat. Aquesta es produeix pels en-

llaços d’hidrogen que uneixen les molècules d’aigua

entre si i per un procés d’adsorció de les parets interiors

dels conductes o vasos respecte a les molècules

d’aigua. L’absorció sola només seria capaç de fer pujar

l’aigua uns pocs centímetres. A més, hi intervé una for-

ça d’aspiració des de les fulles ja que en elles l’aigua s’e-

vapora i això fa pujar una mica més d’aigua, un procés

que es va repetint.

1. 40. Fan una funció mecànica amortidora.

1. 41. Fa una funció termoreguladora. Això és degut al fet que

per passar de líquid a gas (vapor d’aigua) ha d’agafar

calor i l’agafa de la superfície del cos, per la qual cosa

aquest es refreda.

1.42. Funció metabòlica.

1.43. Funció estructural.

1.44. La resposta a la primera pregunta és: funció transporta-

dora.

La resposta a la segona pregunta és: funció dissolvent i

transportadora.

1.45. La carn deixa anar aigua. Això és degut al fet que la sal

es dissol en l’aigua exterior, es produeix un procés d’os-

mosi que fa que l’aigua surti de les cèl·lules de la carn.

1.46. Perquè la infància i l’adolescència són períodes de crei-

xement, en què es genera molt teixit ossi, i aquest té un

elevat percentatge de fosfat càlcic i de carbonat càlcic.

1.47. Amb aigua destil·lada s’inflarien i es posarien molt tur-

gents. Amb aigua saturada de sal perdrien molta ai-

gua, la membrana es rebregaria i es podria arribar a tren-

car (plasmòlisi).

1.48. Perquè la sal fa sortir l’aigua interior per un procés d’os-

mosi i, en quedar-se sense aigua, els bacteris no poden

viure i, per tant, la carn no és corrompuda.

1.49. Perquè com que suen molt perden sal i l’han de recu-

perar a través de la dieta.

1.50. Perquè quan arriba a l’intestí, a causa de l’osmosi, en lloc

de passar aigua al torrent circulatori, és l’aigua del cos la

que passa a la llum de l’intestí i la persona es deshidrata.

1.51. Que tenir moltes glucoses dissoltes en el citoplasma po-

dria implicar l’entrada d’aigua per osmosi i posar-la en

perill de ruptura. En canvi, si moltes glucoses s’uneixen

en una sola molècula aquest perill desapareix.

1.52. Si el medi és molt àcid hi haurà molts ions H! i, per tant,

el grup –COOH no es podrà ionitzar. Si el medi és molt

bàsic, hi haurà molts OH" i, per aquesta causa, molt

grups –NH3OH ja no es podran ionitzar. D’aquesta ma-

nera la dissolució resisteix el canvi de pH, és a dir, ac-

tua com una dissolució amortidora.

1.53. Solubles: CH3-CH2OH (etanol), CH3-COOH (àcid acètic)

i NaCl (clorur sòdic).

No solubles: C4H10 (butà), C8H18 (octà), C6H6 (benzè).

INTERPRETACIÓ DE DADES

1.58. a) L’oxigen i l’hidrogen són bioelements primaris i són

molt abundants en la hidrosfera, ja que constituei-

xen l’aigua. La seva abundància en els éssers vius és

deguda, en part, al fet que els organismes tenen un

elevat percentatge d’aigua en el seu cos. Una altra

raó és que l’hidrogen és fonamental per formar les

cadenes hidrocarbonades i l’oxigen és necessari per-

què en combinar-se amb algunes d’aquestes s’origi-

nin compostos orgànics solubles, com ara els glú-

cids. Com que les reaccions bioquímiques es fan en


SOLUCIONARI1el si de l’aigua, els compostos orgànics que rendei-

xen energia amb rapidesa han de ser solubles.

El bioelement nitrogen és molt abundant en l’atmos-

fera i es podria pensar que és per això que els or-

ganismes tenen molt nitrogen, però aquesta conclu-

sió resultaria falsa, ja que molt pocs organismes poden

aprofitar el nitrogen atmosfèric. En realitat, el nitro-

gen dels organismes prové dels nitrats dissolts a l’ai-

gua del sòl que absorbeixen les arrels de les plantes.

b) L’hidrogen i l’oxigen constitueixen l’aigua i els glú-

cids, les proteïnes i els àcids nucleics. L’hidrogen

també està en els lípids. En canvi, el percentatge d’o-

xigen en els lípids és molt baix. El nitrogen es troba

en les proteïnes i els àcids nucleics.

c) El carboni, el fòsfor i el sofre.

d) El carboni ha estat seleccionat perquè permet formar

grans cadenes hidrocarbonades, amb enllaços prou es-

tables per poder constituir estructures i per poder em-

magatzemar la informació biològica, però que, a la ve-

gada, són susceptibles de ser trencats i alliberar energia.

El fòsfor ha estat seleccionat perquè els enllaços en-

tre els grups fosfats poden emmagatzemar una gran

quantitat d’energia.

El sofre ha estat seleccionat perquè forma uns enlla-

ços forts en les proteïnes.

1. 59. a) La dissolució que té el percentatge més alt de sals és

la de Tyrode, després la de Ringer i després la d’Ar-

non. La causa és que les cèl·lules vegetals estan adap-

tades a viure en contacte amb l’aigua dolça i a acon-

seguir que aquesta entri dins seu per osmosi. En

canvi, les cèl·lules animals viuen en contacte amb la

sang, que és un medi més salat. Els amfibis tenen

una pell prima i permeable i en estat larvari, respira-

ció branquial. Tot això fa que, per processos d’osmo-

si, els entri molta aigua i que, per tant, la salinitat

de la seva sang sigui inferior a la dels mamífers.

b) Només conté glucosa la dissolució de Tyrode per a

mamífers. La dissolució d’Arnon no té glucosa per-

què les cèl·lules vegetals no s’alimenten de glucosa

sinó fent la fotosíntesi. La dissolució de Ringer no té

glucosa perquè les cèl·lules dels amfibis no tenen

unes necessitats energètiques tant elevades com les

dels mamífers. Per tant, per fer experiments que han

de durar poques hores no cal afegir glucosa.

c) Contenen substàncies que originen bones dissolu-

cions amortidores la dissolució fisiològica de Ringer

i la de Tyrode. La primera conté bicarbonat sòdic i la

segona conté bicarbonat sòdic i dihidrogen fosfat sò-

dic. La d’Arnon no en conté perquè no està desti-

nada a entrar en contacte amb cèl·lules vives, sinó

amb les cèl·lules de l’epidermis de les arrels.

d) Perquè la dissolució d’Arnon no està destinada a man-

tenir unes cèl·lules durant un curt període de temps,

sinó a nodrir plantes al llarg de tota la seva vida i, per

tant, no hi pot faltar cap element, encara que només

sigui necessari en quantitats molt baixes.

1. 60. a) Representació de com ha variat el pes dels aliments.

b) Els percentatges d’aigua en els aliments al principi

de l’experiment són:

Espinacs. Els espinacs tenien al principi 18 g d’aigua

20 ! 2 " 18

per tant, un percentatge de

(18/20) # 100 " 90 %

Carn. La carn tenia al principi 19,7 g d’aigua

30 ! 10,3 " 19,7


(19,7/30) # 100 " 65,66 %

c) Representació de com ha variat el percentatge d’ai-

gua dels aliments.

El percentatge s’ha calculat de la manera següent:

Els espinacs tenien al principi 18 g d’aigua

20 ! 2 " 18


(18/20) # 100 " 90 %

El segon dia tenien 6,1 g d’aigua

8,1 ! 2 " 6,1


(6,1/8,1) # 100 " 75,308 %, etc.

d) Se sap que hem arribat a la deshidratació perquè en-

tre el sisè i el setè dia ja no ha disminuït més el pes

dels aliments.

e) Els espinacs tenen un percentatge d’aigua molt més

elevat que la carn. Una altra conseqüència és que si

es mengen espinacs no es necessita beure tanta ai-

gua com si es menja carn.

Aigua inicial(%)

605040

2030

100

1rdia

2ndia

3rdia

4tdia

5èdia

6èdia

7èdia

EspinacsCarn

708090100

Pes inicial(grams)

35

30

25

20

15

10

5

01rdia

2ndia

3rdia

4tdia

5èdia

6èdia

7èdia

EspinacsCarn

Documents

1 La composició dels éssers vius