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ENERGIA E CONVERSÕES DE ENERGIA. R EAÇÕES Q UÍMICAS Construtoras de complexidade celular, usando energia para tal. Decompositoras de substâncias complexas,

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1 ENERGIA E CONVERSÕES DE ENERGIA

2 R EAÇÕES Q UÍMICAS Construtoras de complexidade celular, usando energia para tal. Decompositoras de substâncias complexas, com a liberação de energia no processo.

3 E NERGIA CINÉTICA – realiza trabalho. POTENCIAL – armazenada. Energia é... capacidade de realizar trabalho... capacidade de mudança... capacidade de mudança...

4 É POSSÍVEL, COM A REALIZAÇÃO DE T RABALHO, TRANSFERIR E NERGIA (MATÉRIA) DE NÍVEL MAIS BAIXO PARA NÍVEL MAIS ALTO.

5 R EAÇÕES METABÓLICAS ANABÓLICAS ANABÓLICAS – síntese de proteína CATABÓLICAS CATABÓLICAS - quebra de moléculas

6 A S ATIVIDADES CELULARES, COMO O CRESCIMENTO, O MOVIMENTO E O TRANSPORTE ATIVO POR MEIO DE UMA MEMBRANA, SÓ SÃO PROCESSADOS SE TIVEREM UMA FONTE DE ENERGIA.

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8 S ISTEMAS ABERTO ABERTO – troca energia com o entorno. FECHADO FECHADO – não troca energia com seu entorno

9 N ão há entrada ou saída de energia ou matéria E nergia e matéria podem entrar e sair

10 E NERGIA P OTENCIAL DAS LIGAÇÕES QUÍMICAS (C – C/C – H) DOS CARBOIDRATOS E DOS LIPÍDIOS PODE SER USADA PARA FORMAR A ENERGIA POTENCIAL DA MOLÉCULA DE ATP.

11 N ENHUM PROCESSO FÍSICO OU R EAÇÃO Q UÍMICA É 100% EFICIENTE E NEM TODA A ENERGIA LIBERADA PODE SER CONVERTIDA EM TRABALHO.

12 T ODO S ISTEMA QUE REALIZOU T RABALHO, TEM E NERGIA DIMINUIDA.

13 ENERGIA TOTAL = E NERGIA U TILIZÁVEL + E NERGIA N ÃO- U TILIZÁVEL No sistema biológico: ENTALPIA H Energia Total = ENTALPIA ( H ) ENERGIA LIVRE G Energia Utilizável = ENERGIA LIVRE ( G ) ENTROPIAS T Energia não-utilizável = ENTROPIA ( S ) x T

14 E NTALPIA É O CONTEÚDO DE CALOR DE UM S ISTEMA. E NTROPIA É UMA QUALIDADE DE E NERGIA INCAPAZ DE REALIZAR T RABALHO.

15 Aumenta E NTROPIA Diminui Aumenta E NTROPIA Diminui Diminuem O RGANIZAÇÃO Aumenta

16 H = G + TS H = G + TS Portanto: G = H – TS G = H - TS H = G + TS H = G + TS Portanto: G = H – TS G = H - TS G = MUDANÇA NA ENERGI A LIVRE

17 G < 0 (G é desprendida...) G é NEGATIVO. G > 0 (G é exigida...) G é POSITIVO. G < 0 (G é desprendida...) G é NEGATIVO. G > 0 (G é exigida...) G é POSITIVO.

18 REAGENTES REAGENTES QUANTIDADE DE ENERGIA LIBERADA PRODUTOS REAGENTES REAGENTES QUANTIDADE DE ENERGIA LIBERADA PRODUTOS R EAÇÃO E XERGÔNICA ( ESPONTANEA) Formam produtos com menos energia\ G é negativo

19 PRODUTOS PRODUTOS QUANTIDADE DE ENERGIA LIBERADA REAGENTES PRODUTOS PRODUTOS QUANTIDADE DE ENERGIA LIBERADA REAGENTES R EAÇÃO E NDERGÔNICA ( NÃO-ESPONTANEA) Exigem energia do ambiente\ G é positivo

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22 EX. Hidrólise de proteínas – (espontânea e exergônica); Hidrólise de proteínas – (espontânea e exergônica); Síntese protéica - (não espontânea e endergônica) Síntese protéica - (não espontânea e endergônica)

23 T ODA REAÇÃO QUÍMICA SE PROCESSA ATÉ CERTA EXTENSÃO, SEM NECESSARIAMENTE SE COMPLETAR. T ODA REAÇÃO QUÍMICA SE PROCESSA ATÉ CERTA EXTENSÃO, SEM NECESSARIAMENTE SE COMPLETAR.

24 A S CÉLULAS VIVAS PRECISAM DE ATP (ADENOSINA TRIFOSFATO) PARA A CAPTAÇÃO, A TRANSFERÊNCIA E A ARMAZENAGEM DE ENERGIA LIVRE, NECESSÁRIA PARA REALIZAR TRABALHO QUÍMICO E MANTER AS CÉLULAS. A S CÉLULAS VIVAS PRECISAM DE ATP (ADENOSINA TRIFOSFATO) PARA A CAPTAÇÃO, A TRANSFERÊNCIA E A ARMAZENAGEM DE ENERGIA LIVRE, NECESSÁRIA PARA REALIZAR TRABALHO QUÍMICO E MANTER AS CÉLULAS.

25 O ATP É PRODUZIDO PELAS CÉLULAS DE DIFERENTES MANEIRAS: O ATP É PRODUZIDO PELAS CÉLULAS DE DIFERENTES MANEIRAS: HIDRÓLISE DE ATP – HIDRÓLISE DE ATP – AMP ADP ATP AMP ADP ATP

26 ATP ATP

27 NO ATP, A E NERGIA APARECE COMO DIFERENÇA ENTRE O CONTEÚDO DE ENERGIA DOS PRODUTOS MENOS A ENERGIA DOS REAGENTES. NO ATP, A E NERGIA APARECE COMO DIFERENÇA ENTRE O CONTEÚDO DE ENERGIA DOS PRODUTOS MENOS A ENERGIA DOS REAGENTES. G (REAÇÃO) = G (PRODUTOS) - G (REAGENTES ). N O CASO DO ATP, A REAÇÃO DE HIDRÓLISE, É: ATP + H 2 O ADP + H 3 PO 4 ATP + H 2 O ADP + H 3 PO 4 REAGENTES PRODUTO

28 HIDRÓLISE DE ATP HIDRÓLISE DE ATP ATP ATP ADP ADP energia livre energia livre Pi Pi É uma reação exergônica. É uma reação exergônica.

29 HIDRÓLISE DE ATP HIDRÓLISE DE ATP ADP + Pi + energia livre = ATP + H 2 O ADP + Pi + energia livre = ATP + H 2 O É uma reação endergônica. É uma reação endergônica. Ex.: Respiração Celular (em eucariontes)

30 HIDRÓLISE DE ATP HIDRÓLISE DE ATP Ciclo de Ligação de energia.... Ciclo de Ligação de energia.... ATP – transporta energia! ATP – transporta energia! Energia exergônica Energia exergônica Energia exergônica Energia exergônica

31 BOMBAS IÔNICAS USAM E NERGIA PARA MOVER ÍONS OU OUTRAS MOLÉCULAS CONTRA SEUS GRADIENTES DE CONCENTRAÇÃO. BOMBAS IÔNICAS USAM E NERGIA PARA MOVER ÍONS OU OUTRAS MOLÉCULAS CONTRA SEUS GRADIENTES DE CONCENTRAÇÃO. BOMBA DE SÓDIO-POTÁSSIO BOMBA DE CÁLCIO BOMBA DE CÁLCIO

32 BOMBA DE SÓDIO-POTÁSSIO BOMBA DE SÓDIO-POTÁSSIO MANTÉM A CONCENTRAÇÃO DE POTÁSSIO E DE SÓDIO.

33 BOMBA DE SÓDIO-POTÁSSIO BOMBA DE SÓDIO-POTÁSSIO MANTÉM A CONCENTRAÇÃO DE POTÁSSIO E DE SÓDIO, PORTANTO, É RESPONSÁVEL PELA MANUTENÇÃO DAS DIFERENÇAS DE CONCENTRAÇÃO DESSES ÍONS; A FUNÇÃO DA ATP ASE É ATIVADA, OCORRENDO A CLIVAGEM DE UMA MOLÉCULA DE ATP. A FUNÇÃO DA ATP ASE É ATIVADA, OCORRENDO A CLIVAGEM DE UMA MOLÉCULA DE ATP.

34 BOMBA DE SÓDIO-POTÁSSIO BOMBA DE SÓDIO-POTÁSSIO CONTROLA O VOLUME DAS CÉLULAS NATUREZA ELETROGÊNICA.

35 BOMBA DE CÁLCIO BOMBA DE CÁLCIO OS ÍONS SÃO MANTIDOS EM CONCENTRAÇÕES MUITO BAIXAS (CITOSOL). UMA BOMBA – MEMBRANA CELULAR (CÁLCIO PARA FORA) UMA BOMBA – ORGANELA (PROTEÍNA CARREADORA)

36 BOMBA DE CÁLCIO BOMBA DE CÁLCIO

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