FUNDAMENTOS Professor Cris Oliveira Caderno 1 » Capítulo 3.

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1 FUNDAMENTOS Professor Cris Oliveira Caderno 1 » Capítulo 3

2 Composição química das células
Caderno 1 » Capítulo 3

3 Substâncias que constroem a vida
Clique sobre tema desejado. Substâncias que constroem a vida Água Minerais Carboidratos Lipídeos

4 Substâncias que constroem a vida

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6 Água  A água é a molécula mais abundante nos seres vivos constituindo cerca de 70 a 85% da massa corporal destes;  A quantidade de água no corpo dos seres vivos varia de acordo com:  A espécie considerada: medusas ou águas-vivas tem 98% de água no corpo e algumas sementes de vegetais tem cerca de 4%;  A idade, o sexo e o estado fisiológico do indivíduo: um recém nascido tem em média 80% e um adulto idoso esse valor cai para 60% (idade =  água);  Atividade metabólica: quanto maior a atividade metabólica maior a quantidade de água, por exemplo, tecido ósseo apresenta cerca de 25-30% já o tecido nervoso tem até 85% de água. A mão de uma criança revela o maior percentual de água nos seus tecidos em relação à mão de uma pessoa velha.

7  ESTRUTURA DA MOLÉCULA DE ÁGUA
 A água (H2O) é formada por dois átomos de hidrogênio (H) ligados covalentemente a um átomo de oxigênio (O);  A água é uma molécula polarizada. O átomo de oxigênio com carga negativa parcial e os átomos de hidrogênio com carga elétrica positiva parcial. Ou seja. A molécula de água é bipolar.

8 Oxigênio é parcialmente negativo( )
H H Hidrogênio é parcialmente positivo ( )

9  PONTES DE HIDROGÊNIO  Em função da disposição de seus átomos e de sua polaridade, cada molécula de água tende a se unir a outras quatro, por atração entre cargas elétricas opostas.  Nesses pontos de contato, estabelece-se uma ligação denominada ponte de hidrogênio. As regiões eletricamente positivas de uma molécula de água atraem a região eletricamente negativa de outras, formando ligações denominadas pontes de hidrogênio.

10 Modelo elétrônico Modelo bola de bilhar (angulação) Modelo espacial (cargas elétricas) a. Água (H2O)

11 Dissolução de sal de cozinha em água.
 IMPORTÂNCIA DA ÁGUA PARA A VIDA  Água como solvente  A água tem grande poder de dissolução, sendo considerada o solvente universal porque pode dissolver um grande número de substâncias químicas, como sais, gases, açúcares, aminoácidos, proteínas, ácidos nucléicos e algumas vitaminas.  Por serem dipolares (bipolares) as moléculas de água podem associar-se tanto a moléculas de carga elétrica positiva quanto a moléculas de carga elétrica negativa. Dissolução de sal de cozinha em água. OBS.: Substâncias que têm afinidade por água são chamadas de hidrofílicas e substâncias que não se dissolvem em água são chamadas hidrofóbicas.

12  A ÁGUA COMO MODERADOR DE TEMPERATURA
 A água evita que ocorram variações bruscas na temperatura dos seres vivos através de sua vaporização na superfície dos corpos;  Esta molécula pode desempenhar tal papel devido apresentar elevado calor específico, calor latente de vaporização e de calor latente de fusão.  Calor específico da água  Calor específico de uma substância é a quantidade de calor necessário para elevar em 1 ºC a temperatura de 1 g dessa substância;  Graças ao seu alto calor específico a água apresenta temperatura constante por mais tempo em relação a maioria das substâncias.

13 a. Calorias perdidas quando 1 g of de água líquida congela e calorias necessárias para 1 g de água líquida evaporar. b. O corpo dos organismos resfria quando o seu calor é usado para evaporar a água.

14  Calor latente de fusão da água
 É a quantidade de calor necessária para transformar um grama de uma substância em estado sólido para o estado líquido;  O calor latente da água é de 79,7 cal/g, isso significa que para a água se torne gelo ela precisa liberar muito calor, o que requer temperaturas inferiores a 0 ºC ;  Essa característica é importante porque protege os organismo dos efeitos danosos do congelamento (formação de cristais de gelo no interior das células).

15  Coesão tensão da água  Coesão é a atração das moléculas de água entre si. A coesão é responsável pela tensão superficial;  Tensão é a atração entre as moléculas de água e outras substâncias polares. Aranha pousada sobre a água de um lago. A tensão superficial impede que ela afunde.  Capilaridade  A coesão e a tensão são responsáveis pela capilaridade, ou seja, a tendência da molécula de água de subir pelas paredes de tubos finos ou de se deslocar entre espaços estreitos existentes em materiais porosos (algodão, esponjas, etc.)  Graças a capilaridade as plantas conseguem transportar até as folhas a água que retiraram do solo. Representação esquemática da capilaridade em tubos com diferentes diâmetros. Quanto menor o diâmetro do tubo maior a coluna de água formada em seu interior.

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17 A água evapora, “puxando” a coluna de água das raízes até as folhas.
Moléculas de água sofrem coesão entre si e adesão com a parede dos vasos da planta. Água entra na planta através das raízes. A condução de água das raízes até as partes mais altas do vegetal depende da adesão e da coesão das moléculas de água.

18 Célula condutoras de água Direção do movimento da água
Adesão Célula condutoras de água Direção do movimento da água

19 Minerais  Nos corpos dos seres vivos encontram-se principalmente os elementos: carbono (C), hidrogênio (H), oxigênio (O), nitrogênio (N), fósforo (P) e enxofre (S) que constituem cerca de 98% da massa corporal na matéria viva.  O elemento carbono constitui a estrutura básica de todas as moléculas orgânicas;  Os sais minerais, substâncias inorgânicas formadas por íons, são necessários para o bom funcionamento do organismo dos seres vivos. Veja alguns abaixo: ÍON FUNÇÕES Cálcio Coagulação do sangue, funcionamento de nervos e músculos. Iodo Componente dos hormônios da tireóide. Cloro Balanço de líquidos e manutenção do pH. Manganês Ativação de diversas enzimas. Ferro Componente da hemoglobina, mioglobina, fundamental para a respiração celular. Potássio Contração muscular e atividade dos nervos. Fósforo Armazenamento e transferência de energia na célula (ATP). Sódio Balanço de líquidos do corpo, condução do impulso nervoso.

20 Plaquetas e células danificadas
Bócio carencial. Falta de iodo = bócio carencial. laringe Glândula tireóidea traquéia Cretinismo adquirido Exoftalmia Plaquetas e células danificadas Tromboplastina Trombina Fibrinogênio Fibrina Ca++ e vit. K Falta de cálcio = osteoporose, problemas de coagulação sanguínea, etc.

21 Minerais Falta de ferro = anemia, interferência respiração celular.

22 Fósforo = necessário para a produção de ATP.
Minerais

23 Minerais Sódio e cloro = interferem no balanço de líquidos do corpo, condução do impulso nervoso, etc. OBS: excesso de sódio na dieta é um fator de risco para o desenvolvimento de pressão alta (hipertensão arterial).

24 Minerais Magnésio = constituinte da molécula de clorofila.

25 Minerais

26 Minerais

27 Minerais

28 Carboidratos Os hidratos de carbono fazem parte de um grupo de macronutrientes que se constitui na mais significativa, é a principal fonte de energia obtida por meio da alimentação. Os carboidratos são as biomoléculas mais abundantes na natureza. Os carboidratos são também chamados de hidratos de carbono, oses ou simplesmente açúcares.

29 Carboidratos Para a maioria dos carboidratos, a fórmula geral é: CnH2nOn , daí o nome "carboidrato", ou "hidratos de carbono“. Funções Fonte de energia Reserva de energia Estrutural Combustível para o sistema nervoso central

30 Carboidratos Fonte de Energia: uma das principais funções dos carboidratos é fornecer energia para o desenvolvimento e manutenção das funções celulares, sendo que as reservas de glicogênio promovem um equilíbrio no organismo pela geração de ATP (adenosina tri-fosfato).

31 Carboidratos Reserva de energia: um nível adequado de carboidratos na dieta impede que ocorra uma degradação das proteínas para geração de energia.

32 Carboidratos Estrutural: a função plástica dos hidratos de carbono é representada pela constituição da ribose e da desoxirribose na estrutura do DNA e RNA.

33 Carboidratos Combustível para o sistema nervoso central: é de conhecimento geral que o tecido cerebral "alimenta-se" quase que exclusivamente de glicose.

34 Fórmula molecular da glicose
Carboidratos Classificação: Monossacarídios Ex.: Glicose Oligossacarídios Ex.: Sacarose Polissacarídeos Ex.: Amido e glicogênio Fórmula molecular da glicose

35 Carboidratos Monossacarídeos
Quimicamente è São como poli-hidróxi-cetonas (cetoses) ou poli-hidróxi-aldeídos (aldoses) , sendo os mais simples monossacarídeos compostos com no mínimo 3 carbonos: o Gliceraldeído e a Dihidroxicetona. A classificação dos monossacarídeos é baseada no nº de carbonos de suas moléculas; assim sendo, as TRIOSES, TETROSES, PENTOSES, HEXOSES, HEPTOSES, etc. Destes, os mais importantes são as Pentoses e as Hexoses. As pentoses mais importantes são:      Ribose, Arabinose, Xilose As hexoses mais importantes são: Glicose, Galactose, Frutose

36 Carboidratos Dissacarídeos
Os dissacarídeos ou açúcares duplos são formados pela combinação de duas moléculas de monossacarídeos. Os principais são: sacarose, lactose e maltose. Sacarose: glicose + frutose, obtida da cana-de-açúcar. Lactose: glicose + galactose é o principal carboidrato do leite. Maltose: Formado por duas moléculas de glicose, estão presente no malte (maltose) e são subproduto da digestão do amido e glicogênio (iso-maltose).

37 Carboidratos Polissacarídeos
São os carboidratos complexos, macromoléculas formadas por milhares de unidades monossacarídicas ligadas entre si por ligações glicosídicas. 1. O Amido: ** É o polissacarídeo de reserva da célula vegetal. ** Formado por moléculas de glicose ligadas entre si. 2. O Glicogênio: ** É o polissacarídeo de reserva da célula animal. 3. A Celulose: ** É o carboidrato mais abundante na natureza ** Possui função estrutural na célula vegetal, como um componente importante da parede celular

38 Lipídios DEFINIÇÃO São substâncias insolúveis em água representadas principalmente pelos triacilgliceróis, fosfolipídios e colesterol. *os lipídios não são polímeros, são pequenas moléculas!!! - Triacilgliceróis: forma mais abundante encontrada nos alimentos e no organismo humano; - Fosfolipídios: é o principal elemento estrutural das membranas celulares; - Colesterol: precursor de hormônios e constituinte da bile. COMPOSIÇÃO São compostos por AG, que consistem em cadeias carbônicas ligadas ao H com o radical ác. carboxílico (COOH) em uma extremidade.

39 Lipídios FUNÇÕES Combustão: são combustíveis por excelência → mais alta concentração energética ou densidade calórica (9kcal/ml); Forma de armazenamento de energia (triacilglicerol) Isolante térmico e manter a temperatura do organismo Proteger órgãos e nervos contra choques e lesões Poupador de proteína para a síntese dos tecidos; Aporte de ác. graxos essenciais (AGE); Transportar e absorver vitaminas lipossolúveis (A,D,E,K); Formação de moléculas fundamentais: parte dos lipídios ingeridos constitui moléculas fundamentais (fosfolipídios, glicolipídios, lipoproteínas, colesterol, prostaglandinas etc); Melhorar o paladar da dieta Saciedade: contribui para a sensação de saciedade (deprime as secreções gástricas)

40 Lipídios CLASSIFICAÇÃO POR SUA COMPLEXIDADE Lipídios Simples
Ac. Graxo: raramente livre, sempre ligado a um grupo pelo seu radical carboxílico hidrofílico (afinidade à água) Gorduras Neutras: -Cerídeos: ésteres de ác. graxos + álcool de elevado peso molecular. As ceras revestem certas plantas (caule, folhas e frutos) e animais (pelos, pele, pernas e ouvidos), oferecendo cobertura protetora. -Glicerídeos: ésteres de ác. graxos + glicerol (mono- 1 ác. graxo + gliceróis; di- 2 ác. graxos + glicerol; e triacilglicerol - 3 ác. graxos + glicerol).

41 Lipídios CLASSIFICAÇÃO POR SUA COMPLEXIDADE Lipídios Compostos
Fosfolipídios Composto por ác. fosfórico + ác. graxos + uma base nitrogenada. Glicolipídios Compostos por ác. graxos + monossacarídeos + uma base nitrogenada. Lipoproteínas: Molécula de lipídeos + proteínas Lipídeos Variados Esteróis (Ex.: colesterol, vitamina D, sais biliares)

42 Ácidos Graxos São cadeias retas contendo átomos de carbono ligado a átomos de hidrogênio (hidrocarbonos), apresentando uma extremidade final um grupo carboxílico (COOH) e na outra o grupo metila (CH3). Ex: R – COOH Podem ser saturadas (ausência de duplas ligações) ou insaturadas (presença de duplas ligações). Características : São raramente encontrados livres na natureza; Estão ligados a outras moléculas através do grupo ác. carboxílico hidrofílico; Sua temperatura de fusão está relacionada com o comprimento da cadeia e saturação: - As moléculas com cadeias curtas de ác.graxo ou com um número maior de ligações duplas são, em geral, líquidas em temperatura ambiente. - As moléculas de gordura saturadas e de cadeias longas são, em geral, sólidas a temperatura ambiente. Ex.: sebo.

43 Lipídios AG Trans - São AG insaturados que sofrem processo de hidrogenação. - ↑LDLc e ↓HDLc Fontes: margarina, gordura hidrogenada e frituras comercializadas. A gordura hidrogenada é uma gordura vegetal que foi criada pela indústria para ser uma alternativa à gordura saturada, a do bacon, da linguiça, da picanha, etc. Mas como não existe gordura no mundo vegetal, somente óleos, foi criado, então, um processo de transformação desses óleos vegetais em gordura sólida.

44 Lipídios Os óleos são colocados em uma câmara com gás hidrogênio - daí o nome hidrogenada - com alta pressão e alta temperatura e o resultado não seria bem visto - e muito menos comido - por ninguém. Os óleos se transformam em uma pasta preta, com mau cheiro, que precisa ser alvejada para ficar sem cor e desodorizada para ficar sem cheiro. "Ela deixa tudo crocante porque solidifica nos alimentos após a fritura, formando uma casquinha. Isso acontece também nos vasos, que ficam impedidos de se dilatar“.

45 Triglicerídeos Três AG ligados a 1 glicerol (álcool tricarboxílico)
95% dos lipídeos da alimentação - Reações: alteram a estrutura dos triacilgliceróis a) Hidrogenação: adição de H aos óleos vegetais → solidifica à temperatura ambiente (ex: margarinas) b) Saponificação: hidrólise em meio alcalino por aquecimento → sais de AG denominados sabões. c) Rancificação: oxidação dos AG (quebrando suas duplas ligações) e hidrólise (enzimas bacterianas).

46 Triglicerídeos - São derivados do ác. fosfatídico → triglicerídeo modificado para conter um grupo fosfato na terceira posição (1 Glicerol + 2 AG + 1 Fosfato) - 2º maior componente lipídico do organismo Principal fosfolipídio: Lecitina Constituinte das membranas celulares Na bile, juntamente com sais biliares, promove a digestão das gorduras Homogeneidade da gordura Fontes: soja, fígado, gema de ovo, queijos, margarinas e confeitos

47 Lipídios Colesterol - Encontrado nas membranas estruturais em todas as células dos mamíferos (ex: cérebro, células nervosas e maior concentração nas glândulas suprarrenais e no fígado (sintetizado e estocado). - Exclusivamente de origem animal Fonte: carnes, gema de ovo, leite e derivados, frutos do mar (exceção dos peixes)...

48 Participam da estrutura da membrana plasmática.
Lipídios Classificação: Triacilgliceróis Gorduras e óleos Fosfolipídios Participam da estrutura da membrana plasmática.

49 Lipídios Classificação: esteroides