Apresentação ÁGUA BIOQUÍMICA

Prévia do material em texto

Componentes químicos das células
PRINCIPAIS ELEMENTOS QUÍMICOS DA MATÉRIA VIVA: 
 H, O, N, C, P, S, Ca, Fe, Na, K, Cl. 
Nas células existe predominância dos compostos de carbono, cujas propriedades químicas são mais adequadas à vida.
 Características do “C”: TETRAVALENTE, capacidade de formar cadeias e versatilidade para formar ligações simples, duplas ou triplas.
BIOQUÍMICA
Bioquímica da Água
Estrutura e propriedades da água
A água é fundamental para os seres vivos, atua como solvente orgânico para reações bioquímicas (meio onde ocorre todas as reações dos organismos vivos) e determina as estruturas das macromoléculas que realizam estas reações. É a substância mais abundante nos seres vivos (responsável por cerca de 70% do peso celular), participando de diversas transformações químicas e interação com outras moléculas.
Essas características especiais se devem à composição da molécula de água. Uma molécula de água possui dois átomos de hidrogênio que podem ser doadores e dois pares de elétrons que podem atuar como aceptores, permitindo a realização de 4 ligações de hidrogênio com outras moléculas de água. 
Essas cargas positivas (δ+) distribuídas para cada um dos átomos de hidrogênio e duas cargas negativas (δ–) parcialmente localizadas em torno do átomo de oxigênio explicam a natureza dipolar da água
Estrutura e propriedades da água
Estrutura e propriedades da água
As ligações de hidrogênio são responsáveis pelas propriedades incomuns da água.
A água tem ponto de fusão, ebulição e calor de vaporização mais alto que os outros solventes comuns. Essas propriedades incomuns são uma consequência da atração entre as moléculas de água adjacentes que oferecem à água líquida grande coesão interna. A visualização da estrutura eletrônica da molécula de H2O revela a origem dessas atrações intermoleculares.
Ligações De Hidrogênio No Gelo 
No gelo, cada molécula de água forma quatro ligações de hidrogênio, o máximo possível para uma molécula de água, criando uma estrutura de rede regular. Por outro lado, na água líquida em temperatura ambiente e pressão atmosférica, cada molécula de água faz uma média de 3,4 ligações de hidrogênio com outras moléculas.
Essa rede cristalina regular faz o gelo ser menos denso que a água líquida;
portanto, o gelo flutua na água líquida.
Propriedades da água
ADESÃO Adesão é a capacidade que a água, molécula polar, tem de se ligar a outras moléculas polares, explicando a capacidade que a água tem de molhar. Não existe adesão entre a água e moléculas apolares. Por isso a água não se mistura com ceras, óleos e gorduras
Propriedades da água
COESÃO Foi dito anteriormente que uma molécula de água é capaz de se ligar a quatro outras moléculas de água. A capacidade que a água tem de se ligar a outras moléculas de água por ligações de hidrogênio é chamada de coesão. Observamos de forma clara essa propriedade quando enchemos totalmente um copo com água e deixamos cair mais algumas gotinhas, formando-se um cúpula por sobre o copo, sem a água derramar. Essa cúpula se forma devido à alta tensão superficial da água. É por isso que alguns insetos pousam sobre a água e não afundam (existe uma espécie de tapete).
TENSÃO SUPERFICIAL
Propriedade que faz com que uma superfície líquida se comporte como uma película elástica.
Ex.: A tensão superficial faz com que as moléculas da água ocupem a menor área possível, como em uma superfície encerada.
 Propriedades da Água
TENSÃO SUPERFICIAL 
Esta tensão superficial é devida às 
fortes ligações intermoleculares.
Este efeito é bem intenso na água 
e no mercúrio, por exemplo, e pode ser percebido também com a ajuda de outro fenômeno: 
a capilaridade.
Propriedades da água
CAPILARIDADE Como as plantas conseguem transportar até as folhas de seu galho mais alto, água proveniente do solo, vencendo a ação da gravidade? Podemos responder a essa pergunta entendendo uma importante propriedade da água, chamada de capilaridade A água, ao sair do solo, realiza adesão com a superfície interna dos vasos da planta, os quais consideraremos como capilares. Assim, ela tende a subir pelo capilar e, por coesão, arrastam outras moléculas de água que acabam também conseguindo subir pelo vaso. Essa força de adesão-coesão são responsáveis em conjunto pela capilaridade, vencendo a força da gravidade
CAPILARIDADE
É o fluxo contínuo de água no interior das células permitindo uma eficiente distribuição das substâncias.
A tensão-coesão-adesão explica a ascensão da seiva bruta desde a raiz até às folhas com base na existência de uma relação entre a absorção e a transpiração estomática.
Propriedades da água
ALTO CALOR ESPECÍFICO Para se aquecer a substância água, é necessária uma grande quantidade de energia calórica. Por isso dizemos que ela possui alto calor específico. Podemos explicar essa propriedade pela presença de ligações de hidrogênio, que garantem coesão entre as moléculas. Para se romper um grande número dessas ligações, permitindo grande e livre movimentação de água, devemos fornecer muita energia calorífica. Então, como a água não sofre facilmente variações de temperatura, ela atua na manutenção da temperatura corporal, impedindo que haja variações no metabolismo da célula, que se relaciona com a temperatura.(veremos que moléculas chamadas enzimas sofrem influências com a temperatura)
FUNÇÕES DA ÁGUA
A água por ser polar dissolve a maioria das substâncias, sendo considerada então solvente universal.
A água participa do transporte de substâncias dentro da célula, necessárias para o metabolismo celular.
Lubrifica superfícies internas do corpo, como os pulmões ( não havendo atrito em sua expansão) e até mesmo o movimento dos olhos.
Funciona amortecendo choques mecânicos.
FUNÇÕES DA ÁGUA
4. Participa de reações de desidratação (ela é produto) e de reações de hidrólise (ela é reagente).
5. Atua na manutenção da temperatura corporal.
6. Atua no equilíbrio hidrossalino na célula, fornecendo e retirando sais das células.
1. Meio para as Reações Químicas
A água favorece a ocorrência de reações químicas. 
Reação química:
Reagentes Produto
 (H2 O) (H2 O) 
A vida dos seres vivos depende das reações químicas, que são incontáveis.
FUNÇÕES DA ÁGUA
2. Solubilização das substâncias
Moléculas com grande quantidades de grupamentos polares são solúveis em água e, por isso, chamadas hidrofílicas. Entretanto, aquelas com poucos ou sem grupamentos polares são insolúveis em água, logo, hidrofóbicas.
Essa propriedade é vital se considerarmos que quase todos os reagentes químicos existentes no interior de uma célula estão dissolvidos na água, e todas as reações acontecem em meio líquido.
A interação com solutos ocorre porque a água é um líquido polar
A água pode dissolver:
Sais cristalinos: Interatua com íons que unem os átomos do sal
Compostos orgânicos polares (açúcares, álcoois, aldeídos, cetonas, ácidos) – formação de pontes de hidrogênio com os grupos hidroxila ou carbonila
Substâncias anfipáticas (fosfolipídeos, proteínas, ácidos nucléicos) – A água forma micelas, interatuando com a porção hidrofílica e repelindo a porção hidrofóbica
Biomoléculas e polaridade
3. Reguladora e Protetora Térmica
Para controlar a temperatura, o corpo produz e libera o suor, que é sintetizado pela glândula sudorípara e começa a ser produzido quando o corpo tem a sua temperatura elevada, ficando acima dos 37°C. Isso é comum durante a prática de exercícios físicos ou em locais muito quentes.
O suor é formado em grande parte por água, que representa cerca de 99% da sua composição. O outro 1% restante corresponde à concentração de sódio, cloro, potássio e magnésio. Ao ser liberado na superfície do corpo, o suor inicia um processo de evaporação. Durante esse processo, ocorre a liberação de energia calorífica e, consequentemente, o corpo esfria. Sendo assim, podemos perceber que a produção de suor em si não provoca a diminuição da temperatura corpórea, sendo essa propriedade conseguidacom a evaporação dessa substância.
É essa propriedade da água que torna a sudorese (eliminação do suor) um mecanismo importante na manutenção da temperatura corporal de alguns animais.
Quando o dia está muito quente, 
suamos mais. Pela evaporação do 
suor eliminado, liberamos o calor 
excedente no corpo. Isso também 
ocorre quando corremos, dançamos ou praticamos 
outros exercícios físicos.
4. Controle osmótico
Efeito da osmolaridade extracelular no movimento da
água através de uma membrana plasmática. Quando uma célula em
balanço osmótico com o meio circundante – isto é, uma célula em (a) um
meio isotônico – é transferida para (b) uma solução hipertônica ou (c) uma
solução hipotônica, a água tende a se mover através da membrana na direção
que deve igualar a osmolaridade nos lados externo e interno da célula.
a água também exerce papel primordial na eliminação de substâncias tóxicas. É, principalmente, por meio da urina, que é 95% composta de água, que liberamos para fora do corpo substâncias que estão em excesso ou que não possuem função no nosso organismo.
A água também é um importante componente do plasma sanguíneo, sendo responsável, portanto, pelo transporte de nutrientes, oxigênio e sais minerais para as células. Assim como ela atua levando substâncias, também funciona transportando os produtos do metabolismo até os locais de sua eliminação.
A água também garante a proteção de algumas estruturas do corpo. O liquor encontrado entre as meninges, por exemplo, previne impactos que podem desencadear graves danos ao sistema nervoso. Além disso, podemos citar o líquido presente nas articulações que evita o atrito entre os ossos, o líquido amniótico, que protege o embrião em desenvolvimento, e as lágrimas, que evitam o ressecamento das córneas e realizam sua limpeza.
O sistema nervoso central é constituído pelo encéfalo e pela medula espinhal. Todas essas estruturas estão envoltas por três membranas, que são conhecidas como meninges (dura-máter, aracnoide e pia-máter). Elas possuem a função de proteger esse sistema tão importante.
RESUMO
*A diferença entre a eletronegatividade do H e a do O torna a água uma molécula muito polar, capaz de formar ligações de hidrogênio entre suas moléculas e com solutos. As ligações de hidrogênio são curtas, basicamente eletrostáticas e mais fracas que as ligações covalentes. A água é um bom solvente para solutos polares (hidrofílicos), com os quais forma ligações de hidrogênio, e para solutos carregados, com os quais forma interações
eletrostáticas.
* Compostos apolares (hidrofóbicos) se dissolvem fracamente em água; eles não formam ligações de hidrogênio com o solvente, e a sua presença força um ordenamento energeticamente desfavorável de moléculas de água nas suas superfícies hidrofóbicas. Para minimizar a superfície exposta à água, os compostos apolares como os lipídeos formam agregados (micelas) nos quais as porções hidrofóbicas são sequestradas no seu interior, associando-se por meio de interações hidrofóbicas, e somente a parte mais polar interage com
a água.
RESUMO
* Interações fracas e não covalentes, em grande número, influenciam decisivamente o enovelamento de macromoléculas como proteínas e ácidos nucleicos. As conformações mais estáveis são aquelas nas quais as ligações de hidrogênio são maximizadas dentro da molécula e entre a molécula e o solvente, e nas quais as partes hidrofóbicas se agregam no interior das moléculas, longe do solvente aquoso.
* As propriedades físicas das soluções aquosas são fortemente influenciadas pelas concentrações dos solutos. Quando dois compartimentos aquosos são separados por uma membrana semipermeável (como a membrana plasmática que separa uma célula do seu meio), a água se move através da membrana para igualar a osmolaridade nos dois compartimentos. Essa tendência da água em se mover através de uma membrana semipermeável produz a pressão osmótica.
image1.png
image2.jpeg
image3.jpeg
image4.jpeg
image5.gif
image6.jpeg
image7.png
image8.jpeg
image9.png
image10.jpg
image11.png
image12.emf
image13.jpeg
image14.png
image15.jpeg
image16.png
image17.png
image18.png
image19.png
image20.emf
image21.emf
image22.emf
image23.jpeg
image24.jpeg
image25.emf
image26.emf
image27.jpg
image28.jpeg