Biologia Molecular ÁGUA

Apresentação em tema: "Biologia Molecular ÁGUA"— Transcrição da apresentação:

1 Biologia Molecular ÁGUA
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2 INTRODUÇÃO A vida depende de reações químicas que ocorrem dentro das células  reações bioquímicas do metabolismo. Constituição da matéria viva: água, sais minerais, vitaminas, proteínas, carboidratos, lipídios, ácidos nucléicos. A análise da matéria que constitui os seres vivos revela abundância de água. Os demais constituintes moleculares estão representados pelos sais minerais e pelas substâncias orgânicas como proteínas, lipídeos, carboidratos, ácidos nucléicos e vitaminas.

3 INTRODUÇÃO Níveis de organização de uma célula: Célula vegetal

4 ÁGUA Importância biológica  relacionada com as propriedades químicas e físicas da molécula.

5 ÁGUA - MOLÉCULA Estrutura molecular simples:
formada por dois átomos de hidrogênio e um átomo de oxigênio  H2O.

6 ÁGUA - MOLÉCULA Cada átomo de hidrogênio liga-se covalentemente ao átomo de oxigênio  compartilhamento de pares de elétrons: molécula adquire forma em V: ângulo de 105°.

7 ÁGUA - MOLÉCULA Molécula polar  apresenta zonas positivas e negativas devido a uma distribuição desigual da densidade de elétrons: átomo de oxigênio: mais "eletronegativo"  maior afinidade por elétrons: elétrons ficam mais próximos do átomo de oxigênio: molécula apresenta carga parcial positiva (+) junto aos átomos de hidrogênio. possui dois pares de elétrons não compartilhados na última camada: molécula apresenta carga parcial negativa () no ápice do V, junto ao átomo de oxigênio. Moléculas que apresentam zonas positivas e negativas devido a uma distribuição desigual da densidade de elétrons são denominadas moléculas polares. Moléculas que não apresentam essa polaridade são denominadas moléculas apolares. Os lipídeos (óleos, gorduras, ceras) são exemplos de substâncias formadas por moléculas apolares. A insolubilidade de moléculas apolares, como os lipídios e certas proteínas que têm porções não-polares em suas moléculas, foi e continua sendo particularmente importante na formação das membranas celulares. Essas, delimitam e individualizam as células, separando-as do meio ao seu redor e possibilitando a ocorrência de reações químicas no seu interior. A atração dos elétrons partilhados pelo oxigênio cria cargas parciais negativas e positivas locais.

8 ÁGUA – PONTES DE HIDROGÊNIO
Devido à disposição dos átomos e à polaridade, cada molécula de água tende a atrair outras quatro  atração eletrostática: entre as cargas parciais positivas dos átomos de hidrogênio de uma molécula e a carga parcial negativa do átomo de oxigênio de outra molécula; resulta na formação de ligações denominadas pontes de hidrogênio: estáveis em condições normais de temperatura e pressão  mantêm a água fluida.

9 ÁGUA – PROPRIEDADES 1- Coesão  decorrente da atração das moléculas de água entre si pelas pontes de hidrogênio: alta tensão superficial: resulta da formação de uma película de moléculas de água fortemente aderidas entre si na zona de contato com o ar. para que algum objeto afunde na água, primeiro ele precisa romper a superfície  alta coesão (tensão) entre as moléculas torna a superfície da água mais resistente. a película de tensão superficial sustenta o peso de insetos e permite que gotas de água se mantenham sobre a superfície das folhas.

10 ÁGUA – PROPRIEDADES 2- Adesão  em função da polaridade, as moléculas de água tendem a se unir também a outras moléculas polares: é por isso que a água molha. A água não adere a moléculas apolares, como óleos, gorduras e ceras: não molha superfícies enceradas, oleosas ou engorduradas: forma gotículas sobre elas.

11 ÁGUA – COESÃO X ADESÃO Coesão: atração das moléculas de água entre si.
Adesão: atração entre moléculas de água e moléculas de outras substâncias polares.

12 ÁGUA – PROPRIEDADES 3- Capilaridade  subida de um líquido em um tubo fino, de extremidade aberta: é o resultado da adesão entre a água e o vidro, combinada com a coesão das moléculas de água entre si: como essas forças são maiores que a força da gravidade que atua sobre a superfície da água dentro dos capilares, o líquido sobe. Graças à capilaridade, as plantas conseguem transportar água e sais minerais que retiram do solo até as folhas. Os finos vasos que transportam essa seiva são verdadeiros tubos capilares.

13 ÁGUA – PROPRIEDADES 4- Alto poder de dissolução  quando moléculas polares ou substâncias iônicas são misturadas à água, ela tende a envolver estas moléculas, separando-as e impedindo que elas voltem a se unir  solvente universal: substâncias que se dissolvem na água  hidrofílicas. substâncias que não se dissolvem na água  hidrofóbicas: substâncias hidrofóbicas são sempre apolares, por isso não se dissolvem na água. A propriedade solvente da água é importantíssima, pois todos os reagentes químicos contidos nas células estão dissolvidos em água e todas as reações químicas celulares ocorrem em meio aquoso. Além disso, no caso de animais e vegetais, as substâncias dissolvidas em água podem ser transportadas para outras partes do corpo e distribuídas entre as células.

14 ÁGUA – PROPRIEDADES 5- Alto calor específico  é necessário muito calor para elevar em 1°C a temperatura de 1g de água: conseqüência das pontes de hidrogênio  mantêm moléculas de água unidas e são responsáveis por sua grande coesão: para romper um número suficiente de pontes de hidrogênio que permita a movimentação maior e mais livre das moléculas de água, há necessidade de grande quantidade de calor. Calor específico de uma substância é a quantidade de calor necessária para elevar em 1°C a temperatura de um grama dessa substância. Quanto maior for a quantidade de calor necessária, maior será o calor específico dessa substância. Dentre os líquidos, o calor específico da água só é menor do que o da amônia. Em função dessa propriedade, a temperatura dentro das células se mantém estável e sem variações bruscas que afetariam o metabolismo celular, uma vez que as reações metabólicas ocorrem em um intervalo pequeno de temperatura.

15 ÁGUA – PROPRIEDADES 6- Alto calor de vaporização  há necessidade de uma grande quantidade de calor para que cada molécula se desprenda das demais e passe do estado líquido para o de vapor. conseqüência das pontes de hidrogênio  mantêm as moléculas de água unidas e são responsáveis por sua grande coesão: para evaporar, ela absorve calor das superfícies com as quais está em contato, fazendo com que elas se resfriem  alto calor latente de vaporização. Para que ocorra a vaporização (passagem do estado líquido para o de vapor) há necessidade de certa quantidade de calor. Essa quantidade de calor é conhecida como calor de vaporização. Já o calor latente de vaporização é definido como a quantidade de calor absorvida durante a vaporização de uma substância em seu ponto de ebulição. Nos mamíferos, a evaporação (vaporização) da água do suor é um dos principais mecanismos de redução da temperatura corporal, evitando o superaquecimento do corpo. Por causa do alto calor latente de vaporização da água, a evaporação do suor resfria nossas superfícies corporais.

16 ÁGUA – PROPRIEDADES 7- Solidificação abaixo de 0°C  para que a água passe do estado líquido para o estado sólido há necessidade de grande liberação de calor: evita o congelamento das células e a formação de cristais de gelo que poderiam romper as estruturas celulares. Pontes de hidrogênio no gelo. Essa característica é muito importante para a vida na Terra, pois se a água congelasse em temperaturas mais elevadas, a água presente nas células congelaria facilmente e os cristais de gelo formados perfurariam as estruturas celulares, provocando a morte.

17 ÁGUA – PROPRIEDADES E IMPORTÂNCIA BIOLÓGICA
Estrutura Propriedades Importância Polaridade Adesão Molha superfícies polares Capilaridade Transporte de seiva nos vegetais Alto poder de dissolução Favorece a ocorrência das reações químicas do metabolismo Aumento da eficiência das reações metabólicas Transporte de substâncias Pontes de hidrogênio Alta coesão Alta tensão superficial Alto calor específico Equilíbrio térmico da célula Impede variações bruscas de temperatura que afetariam o metabolismo celular Alto calor de vaporização Evaporação da água do suor retira calor do corpo, impedindo o superaquecimento Solidificação a temperaturas abaixo de 0°C Evita que a célula congele e que cristais de gelo perfurem as estruturas celulares