Metabolismo Energético

Este é o link para acessar o texto sobre metabolismo energético, em seguida responda as questões abaixo:

http://www.brasilescola.com/biologia/metabolismo-celular.htm

ATIVIDADE

1. O que é Metabolismo Energético?

2. Quais são os processos mais importantes de transformação de energia dos seres vivos? Existem outros além destes?

3. Defina seres autotrófos e heterótrofos.

4. O que é Cadeia Alimentar?

5. Qual a diferença entre reações de SÍNTESE  e reações de DEGRADAÇÃO?

6. Qual a utilidade das reações ANABÓLICAS e CATABÓLICAS para o corpo humano?

Evolução dos Modelos Atômicos

Modelo de Dalton

   O modelo atômico de Dalton, mais conhecido como "Bola de Bilhar", propõe que o átomo seria:

• Esférico;
• Maciço;
• Indivisível.
   

  Modelo de Thomson

     Depois dos estudos de Gleiser, Croockes e Goldstein sobre os Tubos de Raios Catódicos e depois da comprovação da existência dos prótons e elétrons, Thomson lançou o seu modelo atômico. O modelo atômico de Thomson, mais conhecido como "Pudim de Passas", propõe que o átomo:
• Possui partículas positivas (prótons);
• É incrustado de partículas negativas (elétrons);
• Para estabelecer a neutralidade do átomo é necessário que o número de cargas positivas seja igual ao número de cargas negativas!!!

  

  Modelo de Rutherford

     Depois de estudar a trajetória de partículas (positivas) emitidas pelo elemento radioativo polônio, bombardeando uma fina lâmina de ouro. Rutherford concluiu que o modelo atômico clássico constitui-se de um núcleo, no qual se encontram os prótons e nêutrons, e de uma eletrosfera, na qual estão os elétrons girando ao redor do núcleo em órbitas. A partir dessas conclusões o modelo atômico de Rutherford ficou conhecido como "Modelo Planetário", por lembrar o sistema solar.
  
  
  

  Modelo de Bohr

     Bohr aperfeiçoou o modelo de Rutherford, conhecido como "Modelo Rutherford-Bohr" o modelo estabelecido por Bohr estabelece que:
• Na eletrosfera, os elétrons descrevem sempre órbitas circulares ao redor do núcleo, chamadas de camadas ou níveis de energia;
• Ao saltar de um nível para outro mais externo, os elétrons absorvem uma quantidade definida de energia (quantum de energia); (VER FIGURA 1.0)
• Ao retornar ao nível mais interno, o elétron emite um quantum de energia (igual ao absorvido em intensidade), na forma de luz de cor definida ou outra radiação eletromagnética (fóton); (VER FIGURA 1.0) 
   
  Figura 1.0 - Elétrons saltando as camadas atômicas.
   
• Cada órbita é denominada de estado estacionário e pode ser designada por letras K, L, M, N, O, P, Q. As camadas podem apresentar:
  K = 2 elétrons
  L = 8 elétrons
  M = 18 elétrons
  N = 32 elétrons
  O = 32 elétrons
  P = 18 elétrons
  Q = 2 elétrons             Ex.:
  
  

Propriedades da Matéria

   A matéria apresenta várias propriedades que são classificadas em gerais, funcionais e específicas.

I. Propriedades Gerais da Matéria

    São comuns a toda e qualquer espécie de matéria, independentemente da substância de que ela é feita. As principais são: massa, extensão, impenetrabilidade, divisibilidade, compressibilidade e elasticidade.

• Massa

Todos os corpos possuem massa.

• Extensão

Todos os corpos ocupam lugar no espaço.

• Impenetrabilidade

Dois corpos não ocupam, ao mesmo tempo, um mesmo lugar no espaço.

• Divisibilidade

Os corpos podem ser divididos em partes cada vez menores.

• Compressibilidade

Os corpos possuem a propriedade de poder diminuir de tamanho, sob a ação de forças externas.

• Elasticidade

Os corpos possuem a propriedade de voltar à forma e volume originais, cessada a causa que os deformou. 

 II. Propriedades Funcionais da Matéria

  São propriedades observadas somente em determinados grupos de matéria. Esses grupos são chamados funções químicas, e as principais são: ácidos, bases, sais e óxidos que serão estudados oportunamente.

III. Propriedades Específicas da Matéria

  São propriedades que permitem identificar uma determinada espécie de matéria. Dentre as propriedades específicas, podemos citar:
– Propriedades físicas: ponto de fusão, ponto de ebulição, densidade.
– Propriedades organolépticas: odor, sabor.
– Propriedades químicas: reações químicas. 

- Estados Físicos da Matéria -

1 – Estado Sólido: as substâncias apresentam formas definidas e seu volume não varia de forma considerável com variações de temperatura e pressão.

As partículas que constituem o sólido encontram-se ligadas uma às outras de modo que não podem movimentar-se livremente.

2 – Estado Líquido: as partículas que constituem o estado líquido não estão unidas fortemente, visto que deslizam uma sobre as outras, adaptando-se à forma do recipiente que as contém, mas estas forças de atração entre as partículas são suficientemente fortes para que não ocorra variação no volume e as partículas dificilmente podem ser comprimidas.

3 – Estado Gasoso: as substâncias apresentam densidade menor que a dos sólidos e líquidos, ocupam todo o volume do recipiente que as contém, podem expandir-se indefinidamente e são comprimidas com grande facilidade. Este comportamento pode ser explicado pelas forças de atração entre as partículas muito fracas as quais possuem, portanto, alta mobilidade. 

- Mudanças de Estado -

Fusão: passagem do estado sólido para o líquido.

Solidificação: passagem do estado líquido para o sólido.

Ponto de Fusão: é a temperatura constante na qual um sólido se transforma num líquido.

Os pontos de fusão e solidificação ocorrem numa mesma temperatura.

Vaporização: é a passagem do estado líquido para o estado gasoso. A vaporização pode ocorrer de três formas: evaporação, calefação e ebulição.

Condensação: é a passagem do estado gasoso para o estado líquido. A condensação de um gás para o estado líquido é denominada de liquefação.

Ponto de Ebulição: é a temperatura constante na qual um líquido passa para o estado gasoso.

Sublimação: é passagem do estado sólido diretamente para o estado gasoso.

*Densidade*

   É a relação entre massa (em gramas) de uma amostra de matéria e o volume (geralmente em cm³) ocupado por esta amostra. 

 

   Quando dizemos que um material é mais denso que o outro, significa que, comparando-se volumes iguais de ambos, o mais denso é o que possui maior massa.

Fonte: Professor Paulo César, do site Portal de Estudos em Química .

Conceitos básicos de Química

QUÍMICA: É a ciência que estuda a matéria e suas transformações.
MATÉRIA: É tudo aquilo que ocupa um lugar no espaço, logicamente, é tudo que possui massa e volume.
*A matéria é constituída por átomos (elementos químicos) e pelas moléculas que os mesmos formam!
ÁTOMOS: São a menor porção livre da matéria, no espaço.
*Junto com as moléculas eles formam substâncias!

=> A matéria pode ser observada por meio de sistemas.
SISTEMA: É uma porção limitada do universo, considerada como um todo para efeito de estudo.
   Um sistema pode ser classificado como:

• Aberto: que troca matéria e energia;
• Fechado: que troca apenas energia;
• Isolado: que NÃO troca nada. (OBS.: Este não existe na prática!)

=> Percebemos a matéria, também, em Misturas e Substâncias.
SUBSTÂNCIAS PURAS ( possuem moléculas iguais) podem apresentar-se de duas formas:

• Substância Pura Simples, nas quais os elementos químicos são iguais!

 

• Substância Pura Composta, nas quais os elementos químicos são diferentes, porém suas moléculas são iguais!

 

MISTURAS (possuem moléculas diferentes) podem ser:

• Homogênea - apresenta uma fase.

• Heterogênea - apresenta mais de uma fase.

# Alotropia #

***Sobre alotropia é importante saber que ela está relacionada a elementos químicos simples e diferentes, sendo assim, podemos dizer que alotropia diz respeito a existência de duas ou mais substâncias simples, diferentes, formadas pelo mesmo elemento químico.

# Fenômenos Físicos e Químicos #

FENÔMENO: É qualquer mudança que a matéria sofra, podem ser:

• Químicos - alteram a natureza da matéria, portento são irreversíveis! Ex: Azedamento do leite; Queima do papel; Apodrecimento de uma fruta.
• Físicos - NÃO alteram a natureza da matéria, portanto são reversíveis! Ex: Mudanças de estado físico (da água).

 

Citoplasma e Organelas

Apesar de sua diversidade, todas as células compartilham ao menos três características:
1- apresentam Membrana Plasmática;
2- contém CITOPLASMA;
3- possuem Material genético (DNA).

O CITOPLASMA constitui a maior parte do volume celular, nele ocorre a maioria dos processos metabólicos, e é nele que ocorre a produção da maior parte das substâncias necessárias ao funcionamento da célula. É constituído pelo CITOSOL (solução aquosa) e pelas ORGANELAS.

=> Nas células eucarióticas, o citoplasma: é organizado especialmente pelo Citoesqueleto, responsável pela sustentação celular. É entrecortado por uma rede de tubos e canais membranosos, onde ocorrem a produção e o transporte de diversas substâncias celulares. há também diversas organelas citoplasmáticas, estruturas que atuam em funções específicas.

=> Nas células procarióticas, o citoplasma:  tem organização relativamente mais simples.

#O CITOPLASMA DAS CÉLULAS PROCARIÓTICAS#

Presente nas Arqueas e no grande grupo das Bactérias, o citoplasma dos seres procarióticos designa todo o ambiente interno da célula, delimitado pela membrana plasmática. É constituído pelo CITOSOL (líquido viscoso e semitransparente). Além disso, há uma ou mais moléculas de DNA, que constitui o cromossomo bacteriano e ao longo deste está emaranhado e concentrado no nucleóide (área correspondente ao núcleo, porém não possui membrana envolvente).

Contém milhares de ribossomos, grânulos cuja função é produzir proteínas e pode conter ainda pequenos pedaços de moléculas circulares de DNA, os plasmídios.

Clique aqui para ir para Imagem do citoplasma dos procariontes

#O CITOPLASMA DAS CÉLULAS EUCARIÓTICAS#

As células eucarióticas são bem maiores que as procarióticas, por isso são mais complexas, nelas o citoplasma fica localizado entre a membrana plasmática e o envoltório que reveste o núcleo celular. Há diversas organelas mergulhadas no citosol, além do citoesqueleto que define a forma e permite que ela realize movimentos.

A seguir veremos algumas dessas organelas que constituem o citoplasma das células eucarióticas e suas respectivas funções:

1. Retículo endoplasmático: o retículo endoplasmático granuloso (porque possui ribossomos aderidos a sua membrana) atua na produção e transporte de proteínas celulares. O retículo endoplasmático não-granuloso produz ácidos graxos, fosfolipídios e esteróides.
2. Complexo golgiense: modifica proteínas produzidas no retículo granuloso e produz carboidratos. É responsável por expulsar para fora da célula substâncias úteis ao organismo.
3. Lisossomos: capazes de digerir grande variedade de substâncias orgânicas.
4. Peroxissomos: sua principal função é a oxidação dos ácidos graxos, que serão utilizados para a síntese de colesterol.
5. Mitocôndrias: nelas ocorre a respiração celular.
6. Ribossomos: produzem proteínas quando associados a moléculas de RNAm.
7. Vacúolos: englobam partículas que são digeridas pelas enzimas lisossômicas.

Neste site você encontra as imagens das organelas citadas acima.

Nas células vegetais, encontramos ainda:

1. Vacúolos: servem principalmente para armazenamento de água, pigmentos e outras substâncias.
2. Cloroplastos: possuem clorofila e respondem pelo processo da fotossíntese.

Introdução à Eletrostática

Carga Elétrica

            Para a Eletricidade, interessam principalmente os prótons e os elétrons, que são partículas dotadas de carga elétrica.

O próton e o elétron possuem cargas opostas, sendo o próton (+) e o elétron (-).

Chamamos de carga elementar e o módulo da carga do elétron ou do próton, pois essas partículas possuem a menor quantidade de carga elétrica encontrada na natureza. Por meio de experimentos, verificou-se que a carga elementar e vale:

 E sua unidade no SI é o Coulomb (C).

Um corpo eletrizado, isto é, com carga total diferente de zero, possui FALTA ou EXCESSO de um número n de ELÉTRONS. Sendo Q a quantidade de carga elétrica desse corpo, seu módulo será calculado como:

Q = n.e

Assim, quando RETIRAMOS elétrons de um corpo, sua carga POSITIVA fica maior que a negativa, e o corpo passa a ficar eletrizado positivamente.

E quando um corpo GANHA elétrons, a carga NEGATIVA fica maior que a positiva, e o corpo fica eletrizado negativamente.

Condutores e Isolantes Elétricos

            Dependendo da constituição de um corpo, ele pode ser classificado em condutor ou isolante.

=> Nos corpos condutores, as cargas elétricas se movimentam com relativa facilidade.

=> Nos corpos isolantes, não existe movimentação das cargas, ou existe com muita dificuldade.

Exemplo de condutores: metais, ferro, alumínio, cobre, prata, entre outros.

Porque os exemplos citados anteriormente são classificados como corpos condutores?

- Eles apresentam uma estrutura cristalina na qual ocorre liberação parcial dos elétrons mais externos, mais os elétrons não conseguem abandonar o cristal. Isso favorece o movimento das cargas e torna o corpo condutor.

Bioquímica (compostos orgânicos)

Os Carboidratos (Glicídios)


Também chamados de açucares, são moléculas orgânicas constituídas por átomos de carbono, hidrogênio e oxigênio.

• São a principal fonte de energia (biossíntese de ATP) para os seres vivos e estão presentes em diversos tipos de alimento!
• Tem função plástica ou estrutural, pois participam da arquitetura corporal dos seres vivos.
• Participam da estrutura dos ácidos nucléicos.
• Fórmula geral: Cn(H2O)n.

OBS.: São a fonte IMEDIATA de energia metabólica.

Classificação:

Monossacarídeos ou Oses

São os glicídios mais simples, que apresentam de 3 a 7 átomos de carbonos na molécula.

Ex.: 3 C = C3H6O3  (Triose)

4 C = C4H8O4  (Tetrose)

5 C = C5H10O5  (Pentose)

6 C = C6H12O6  (Hexose)

7 C = C7H14O7  (Heptose)

• Glicose, Frutose e Galactose são alguns dos monossacarídios mais conhecidos!

Dissacarídios

São glicídios constituídos pela união de 2 monossacarídios.

• A reação de formação de um dissacarídio é uma síntese por desidratação. Ex: a Sacarose, o principal açúcar da cana-de-açúcar, é um dissacarídio formado pela união de uma molécula glicose a uma de frutose.

Ex.: Glicose  +  Glicose  =  Maltose.

Glicose  +  Frutose  =  Sacarose.

Glicose  +  Galactose  =  Lactose.

Polissacarídios

São moléculas que apresentam mais de 10 monossacarídios.

• Grupo de glicídios cujas moléculas não apresentam sabor adocicado.
• São moléculas complexas (grandes) - C, H, O, N, P, S.
• Muitos são insolúveis em água.

Ex.: Glicogênio - Quando estocado no fígado e nos músculos, representam uma forma de armazenamento de energia - depois de uma refeição rica em glicídios, as células de nosso Fígado retiram moléculas de glicose do sangue, unindo-as aos milhares para formar moléculas de glicogênio.

Amido - É similar ao glicogênio, porém é uma substância característica das plantas, encontrado nos grãos de trigo e milho, por exemplo, e na batata-inglesa e mandioca.

Celulose - É o principal componente da parede celular, o esqueleto básico das células vegetais.

Quitina - é o principal componente das paredes celulares de fungos; exoesqueletos de artrópodes como crustáceos e insetos; e partes de moluscos.


Lipídios (Gorduras)


São compostos insolúveis em água (compostos lipossolúveis) formados pela união de Ácidos Graxos e Álcoois.

Ácido graxo  +  Ácool  -->  Éster  +  Água

OBS.: São a fonte SECUNDÁRIA de energia metabólica (ATP).

-> O rendimento energético é mais que o dobro comparado ao carboidrato

Ex.:

Glícerídios - são moléculas do álcool glicerol ligadas a uma, duas ou três moléculas de ácidos graxos. Se ligados a três moléculas de ácidos graxos são chamados de Triglicerídios. Eles constituem os óleos e as gorduras.

• Os óleos - são de origem vegetal; insaturados (mono ou poli). E são líquidos.
• As gorduras - são de origem animal; saturadas (estáveis). E são sólidas.

Ceras (Cerídios)
 - Formados por Ácidos graxos e Álcoois de cadeia longa. São insolúveis em água e tem função de impermeabilização. Ex.: Cutícula (folha), Cera da carnaúba, Cera de abelha (colméia), Cera das aves (glândula uropigiana), Cera da árvore respiratória, Cerume do ouvido.

Esteróides
 - Diferem dos glicerídios e das ceras formando uma categoria especial. As moléculas de esteróides são compostas por átomos de carbono interligados, formando quatro anéis carbônicos aos quais estão ligadas outras cadeias carbônicas, grupos de hidroxila ou átomos de oxigênio. Ex.: o Colesterol que faz parte da estrutura da membrana plasmática e está associado ao infarto do coração e a outras doenças do sistema cardiovascular.
-> Os hormônios sexuais masculino e feminino, testosterona e estrógeno, respectivamente, são produzidos a partir do colesterol.

Colesterol Bom x Colesterol Ruim

A expressão a cima não se refere a molécula de colesterol em si, más as proteínas sanguíneas encarregadas do transporte de diversos lipídios, inclusive o próprio colesterol. Essas proteínas associam-se a lipídios, formando lipoproteínas, que são conhecidas pelas siglas LDL (lipoproteína de baixa densidade) e HDL (lipoproteína de alta densidade). Também há o VLDL (lipoproteína de densidade muito baixa).

• LDL - mau colesterol. É sintetizado no Fígado e transportado para o Intestino e para Tecido Adiposo. Em excesso, no sangue, ocasiona a Aterosclerose.
• HDL - bom colesterol. Captam parte do colesterol do sangue, transportando-o até o Fígado, que o excreta. Essas lipoproteínas por tanto ajudam a eliminar o colesterol do sangue e por isso são chamadas de "colesterol bom". O HDL é encontrado em óleos vegetais insaturados como o azeite de oliva.

Fosfolipídios - (lipídios complexos) - são os principais componentes das membranas celulares. As membranas biológicas são formadas por fosfolipídeos organizados em duas camadas, nas quais encontramos moléculas de algumas proteínas incrustadas.

Carotenóides - são pigmentos de cor vermelha, laranja ou amarela,  insolúveis em água. Estão presentes em alimentos que contém o caroteno como pigmento.  A molécula de caroteno é matéria prima para a produção de vitamina A.

 Proteínas

• São Macromoléculas estruturais do organismo;
• Compõem de 13 a 15% da matéria;
• São Polímeros de Aminoácidos*;
• São multifuncionais.

Aminoácidos - são funções orgânicas  que apresentam propriedades ácidas e básicas. São encontrados em ovos, leite, carne, legumes (soja).

• Existem mais de 150 aminoácidos conhecidos;
• Apenas 20 aminoácidos compõem o Código Genético que orienta a síntese das Proteínas;

# Esses 20 aminoácidos que compõem o Código Genético são divididos em dois grupos:
Essencias - Adquiridos na alimentação (através dos alimentos).
Não-essenciais ou Naturais - Biossintetizados pelo próprio organismo.


Em que diferem as Proteínas???
Diferem:
a) pela quantidade de aminoácidos da cadeia polipeptídica
b) pelo tipos de aminoácidos presentes na cadeia;
c) pela sequência em que os aminoácidos estão unidos na cadeia.

OBS.: O Kwashiorkor resulta de uma deficiência grave de aminoácidos essenciais, o que compromete a síntese de proteínas nas células, causando diminuição do conteúdo protéico do sangue.

A Estrutura Protéica

1) Estrutura Primária => Sequência linear de aminoácidos (a substituição de um único aminoácido em certas proteínas pode causar doenças sérias ou mesmo pode levar à morte precoce. Ex: Anemia Falciforme);

2) Estrutura Secundária ou Espacial => Trata da atração química entre os aminoácidos da cadeia. A atração se dá pelas pontes de Hidrogênio e Dissulfeto. (é um primeiro nível de enrolamento helicoidal, comparável a de um fio de telefone);

3)Estrutura Terciária => Presença de grupos não protéicos - Prostéticos. (a cadeia polipeptídica helicoidal dobra-se sobre si mesma);

4) Estrutura Quaternária => Mais de uma cadeia na molécula. (aqui temos duas ou mais cadeias unidas).


IMPORTANTE!!!


*** Desnaturação das Proteínas:
A temperatura, a acidez, a concentração de sais e a polaridade do meio podem afetar a estrutura espacial das proteínas, fazendo com que suas moléculas se desenrolem e percam a configuração original.