COMPOSIÇÃO QUÍMICA

1. COMPOSIÇÃO QUÍMICA DA MATÉRIA VIVA

2. INORGÂNICOS : COMPOSTOS ÁGUA E SAIS MINERAIS

3. ORGÂNICOS COMPOSTOS : CARBOIDRATOS , LIPÍDEOS PROTEÍNAS E , ÁCIDOS NUCLÉICOS

4. COMPOSTOS INORGÂNICOS

5. ÁGUA

6. COMPOSTO ESSENCIAL À VIDA: A MAIOR PARTE DA MASSA DOS SERES VIVOS É ÁGUA. No corpo humano a água é responsável por mais de 70% do peso corporal. Essa porcentagem é variável entre os tecidos: de 20%, para o tecido ósseo, até 85% para os neurônios. Fatores que contribuem para a variação da porcentagem de água nos seres vivos: IDADE - indivíduos jovens possuem maior quantidade de água nos tecidos, do que os indivíduos idosos. ATIVIDADE METABÓLICA- quanto mais ativo é o tecido, mais água ele requer na sua composição. ESPÉCIE- certas espécies apresentam mais água na constituição de seus corpos, do que outras.

7. Água-viva e cogumelos: dois exemplos de organismos que apresentam grande porcentagem de água. A água-viva chega a ter 98% de água na composição do seu corpo. Fonte: Revista Super Interessante

8. Três estágios do desenvolvimento humano (feto, idoso e criança). Que seqüência deveríamos adotar para estabeler uma concentração decrescente na quantidade de água no corpo?

9. Estrutura molecular da água: dois átomos de hidrogênio ligados a um átomo de oxigênio (H2O). OXIGÊNIO HIDROGÊNIO As moléculas da água são POLARIZADAS: São dotadas de uma fraca carga positiva (+) de um lado e uma fraca carga negativa (-) do outro. ( ) + + ( + )

10. Os hidrogênios de uma molécula são atraídos pelo oxigênio da molécula vizinha. Essa ligação química é chamada PONTE DE HIDROGÊNIO. + H - As pontes de hidrogênio, que decorrem da polaridade das moléculas de água, são importantes porque explicam muitas das propriedades apresentadas pela água. O

11. PROPRIEDADES DA ÁGUA Tensão superficial A tensão superficial é resultado da coesão entre as moléculas da água, unidas pelas pontes de hidrogênio. É possível que certos insetos caminhem sobre uma “película” de água sem que suas patas afundem. A polaridade das moléculas possibilita sua união com outras substâncias polarizadas, propriedade conhecida como adesão, responsável pela capilaridade.

12. INSETO APOIADO SOBRE ÁGUA As patas do inseto não conseguem romper a película formada sobre a superfície da água em razão da “tensão superficial”

13. PROPRIEDADES DA ÁGUA Solubilidade A polaridade das moléculas de água facilita o seu papel como solvente universal, capaz de dissolver sais, gases e compostos orgânicos como proteínas e carboidratos. Essa grande capacidade de dissolução é importante para o metabolismo porque substâncias dissolvidas reagem com mais facilidade, aumentando a eficiência da atividade celular.

14. PROPRIEDADES DA ÁGUA Calor específico e Calor de vaporização A água é um excelente regulador de temperatura ajudando a evitar variações bruscas da temperatura dos organismos. Não é à-toa que os seres vivos possuem grandes quantidades de água na constituição de seus corpos e transpiram, para estabilizar a temperatura, quando esta aumenta no ambiente. As duas propriedades citadas acima, determinam essas qualidades à água.

15. PROPRIEDADES DA ÁGUA Reagente químico A água participa de importantes reações metabólicas. Como exemplo podemos citar a fotossíntese onde a água atua como fornecedora de hidrogênio para a síntese da glicose. O oxigênio, que sobra da água, é eliminado para o meio. Outro exemplo, são as reações de hidrólise quando a água é gasta para quebrar grandes moléculas orgânicas, em moléculas mais simples.

16. PROPRIEDADES DA ÁGUA Reagente químico 6CO2+12H2O C6H12O6 + 6H2O + 6O2 A água reage com o gás carbônico, na fotossíntese 1

17. LIGAÇÃO PEPTÍDICA H H O H H O H N C C N C C O H AA AA H H Para separar os dois aminoácidos (AA) que se encontram ligados pela ligação peptídica, o organismo vai gastar água. Essa reação é conhecida como reação dehidrólise. É mais um exemplo da água participando como reagente em uma reação. 2

18. SAIS Compostos Inorgânicos MINERAIS

19. FÓSFORO Mineral Entra na constituição de ossos e dentes. Participa da formação da molécula de ATP (trifosfato de adenosina), responsável pela transferência de energia na célula, e da molécula dos ácidos nucléicos (DNA e RNA). Funções Fontes Carnes, aves, peixes, ovos, laticínios, feijões, ervilhas (cereais).

20. CÁLCIO Mineral Entra na formação de ossos e dentes. Atua na contração das fibras musculares e participa dos processos de coagulação do sangue. Funções Leite, laticínios e hortaliças de folhas verdes (espinafre, brócoli, etc.). Fontes

21. FERRO Mineral Entra na constituição molecular da hemoglobina, que ajuda no transporte de oxigênio às células (respiração celular). Componente da mioglobina e enzimas respiratórias. Funções Fígado, carnes, gema de ovo, legumes, hortaliças de folhas verdes. Fontes

22. IODO Mineral Os sais de iodo tem papel relevante na ativação da glândula tireóide. A falta desse mineral na alimentação ocasiona o hipotireoidismo. Os hormônios da tireóide estimulam o metabolismo. Funções Peixes, frutos do mar e sal de cozinha iodado. Fontes

23. SÓDIO Mineral Os íons Na+ têm ativa participação na transmissão dos impulsos nervosos. Contribui para a densidade dos materiais intracelulares determinando a osmolaridade da célula. Funções Fontes Sal de cozinha e sal natural dos alimentos.

24. POTÁSSIO Mineral Atua, juntamente com o sódio, no equilíbrio dos líquidos do corpo. Tem influência na contração muscular e na condução dos impulsos nervosos. Funções Fontes Leite, carnes, frutas, feijão, verduras e cereais.

25. CLORO Mineral Atua, junto com outros íons salinos, no equilíbrio de líquidos nas células. É o principal íon negativo no líquido extracelular. Forma do ácido clorídrico do suco gástrico. Funções Fontes No sal de cozinha, combinado ao sódio.

26. COMPOSTOS ORGÂNICOS

27. CARBOIDRATOS Compostos Orgânicos

28. PRINCIPAIS FORNECEDORES DE ENERGIA QUÍMICA ÀS CÉLULAS

29. Alguns carboidratos desempenham função estrutural como é o caso da celulose e da quitina respectivamente, componentes da parede celular dos vegetais e dos fungos. A celulose, por fazer parte da parede da célula vegetal, é o carboidrato mais abundante no mundo vivo. Exerce, de forma direta ou indireta, grande importância na alimentação dos seres vivos.

30. A membrana celulósica, da célula vegetal, é constituída do carboidrato celulose, um polissacarídeo, sintetizado a partir da glicose. Figura: Biologia Hoje - Vol. 1 - Editora Ática

31. Os carboidratos se subdividem em: MONOSSACARÍDEOS DISSACARÍDEOS POLISSACARÍDEOS

32. MONOSSACARÍDEOS São os carboidratos mais simples, cuja molécula não se desdobra por hidrólise. A partir da ligação química entre monossacarídeos a célula sintetiza carboidratos mais complexos como os dissacarídeos e polissacarídeos. Os monossacarídeos têm fórmula geral Cn(H2O)n onde n é um número que varia de 3 a 7. Os mais importantes são as pentoses (C5H10O5) e hexoses (C6H12O6). As pentoses de destaque são RIBOSE e DESOXIRRIBOSE, componentes dos ácidos nucléicos. As hexoses mais importantes são glicose, frutose e galactose, fornecedoras de energia às células e unidades formadoras de outros carboidratos.

33. DISSACARÍDEOS Um dissacarídeo é formado por duas moléculas de monossacarídeos ou seja, a hidrólise enzimática de um dissacarídeo produz, como resíduo, duas moléculas de monossacarídeos. Os dissacarídeos têm função energética e os mais importantes são a lactose, açúcar do leite, a sacarose que é o açúcar-da-cana, empregado como adoçante e a maltose que participa da formação do amido. A hidrólise enzimática é uma importante reação metabólica que ocorre no interior das células e do tubo digestivo. Permite desdobrar moléculas orgânicas complexas em moléculas mais simples para que possam ser utilizadas pelas células.

34. POLISSACARÍDEOS A hidrólise de um polissacarídeo produz centenas ou milhares de moléculas de monossacarídeos. São polímeros de monossacarídeos. Desempenham funções de reserva energética e estrutural. RESERVA ENERGÉTICA: papel do amido e do glicogênio. O amido é a principal reserva energética dos vegetais e o glicogênio, é reserva energética dos animais (armazenado principalmente no fígado e nos músculos). FUNÇÃO ESTRUTURAL: papel da celulose e da quitina. Entram na constituição da parede celular das células dos vegetais e dos fungos, respectivamente.

35. LIPÍDEOS CompostosOrgânicos

36. MOSAICO FLUIDO: estrutura da Membrana Plasmática CARBOIDRATO PROTEÍNA DUPLA CAMADA DE FOSFOLIPÍDEOS Figura: Biologia Hoje - Vol. 1 - Editora Ática

37. FUNÇÕES RESERVA DE ENERGIA ESTRUTURAL ISOLANTE TÉRMICO IMPERMEABILIZANTE HORMONAL PIGMENTOS CARACTERÍSTICA: Insolúveis em ÁGUA Os lipídeos são solúveis em solventes orgânicos.

38. Os Lipídeos se subdividem em: GLICERÍDEOS CERAS ESTERÓIDES CAROTENÓIDES

39. GLICERÍDEOS Exemplos: óleo e gordura. São formados por um álcool de cadeia pequena, o glicerol, ligado a moléculas de ácidos graxos (ex.: oléico, palmítico). Muitos animais acumulam gordura (tecido adiposo) sob a pele atuando como reserva de energia ou isolante térmico. Certas plantas têm as sementes ricas em óleo, uma forma de garantir energia ao embrião. CERAS Altamente insolúveis em água, impermeabilizam superfícies vegetais, evitando a evaporação da água contida em frutos, folhas, etc. Empregadas pelas abelhas como elemento construtor das colméias.

40. ESTERÓIDES Exemplo: colesterol. Esse lipídeo é um importante precursor de hormônios sexuais nos vertebrados como o estrógeno, a progesterona e a testosterona. O colesterol, exceto em plantas e bactérias, também participa da constituição da membrana plasmática. CAROTENÓIDES Pigmentos insolúveis em água, de cor amarela ou vermelha, encontrados nas células dos vegetais, participando como elementos acessórios do processo fotossintético. Nos animais o caroteno (amarelo) atua como precursor da vitamina A, matéria prima para construção do retinol, pigmento fotossensível (evita a cegueira noturna).

41. A organização dos fosfolípides no meio aquoso da célula possibilita a formação das membranas celulares (dupla camada de fosfolipídeos: 1 e 2). FOSFOLIPÍDEOS Região polar 1 2 Polar = HIDRÓFILA Apolar = HIDRÓFOBA Região apolar Os fosfolipídeos são glicerídeos associados a grupos fosfatos. Esse grupo torna esses lipídeos mais complexos, dotados de uma região com carga elétrica, a região HIDRÓFILA ( que tem afinidade com a água). A região do lipídeo que continua apolar é chamada HIDRÓFOBA (que repele ou sem afinidade com a água).

42. PROTEÍNAS Compostos Orgânicos

43. PROTEÍNAS SÃO COMPOSTOS ORGÂNICOS FORMADOS PELO ENCADEAMENTO DE AMINOÁCIDOS, LIGADOS UNS AOS OUTROS ATRAVÉS DE LIGAÇÕES PEPTÍDICAS. FUNÇÕES DAS PROTEÍNAS: ESTRUTURAL (participar da constituição da membrana plasmática) MOVIMENTO (atuar na contração e distensão das fibras musculares, como actina e miosina) ENZIMÁTICA (atuar como catalisador biológico nas reações químicas metabólicas, como a amilase, presente na saliva)

44. HORMONAL (atuar como regulador de funções celulares) TOXINAS (atuar como veneno ou substância irritante, para defesa de um organismo) TRANSPORTE (atuar como elemento transportador de gases no sangue) RESERVA DE ENERGIA E FONTE DE AMINOÁCIDOS (a clara do ovo e o leite possuem proteínas para servir aos embriões e lactentes, respectivamente) DEFESA (atuar como anticorpos) As proteínas são sintetizadas em organelas denominadas RIBOSSOMOS.

45. AMINOÁCIDOS Fórmula geral de um aminoácido: SÃO MOLÉCULAS QUE CORRESPONDEM ÀS UNIDADES FORMADORAS DAS PROTEÍNAS H H O H N C C O H R

46. H H O R  Radical químico H N C C O H Formado por um grupo de átomos que varia de aminoácido para aminoácido, num total de 20 grupos diferentes. R R H Grupo NH2 AMINA H N O Grupo COOH ÁCIDO C O H Amina + Ácido = AMINOÁCIDO

47. EXISTEM 20 TIPOS DIFERENTES DE AMINOÁCIDOS QUE ENTRAM NA FORMAÇÃO DE TODAS AS PROTEINAS CONHECIDAS, DE QUALQUER SER VIVO. O que faz um aminoácido ser diferente de outro. H H O R H N C C O H O que é comum para qualquer molécula de aminoácido.

48. As proteínas são macromoléculas, de alto peso molecular, formadas pelo encadeamento de aminoácidos unidos através das LIGAÇÕES PEPTÍDICAS (1). H H O H H O ENZIMAS + N C N C H C O H H C O H R1 R2 H2O O H + H H H O H H O (1) N C N C H C C O H R1 R2  A ligação peptídica ocorre entre o grupo CARBOXILA de um aminoácido (R1) e o grupo AMINA de outro (R2).

49. O que possibilita os seres vivos produzirem milhares de proteínas diferentes se elas são feitas sempre dos mesmos 20 tipos de aminoácidos? Compare: O que possibilita a existência de milhares de palavras diferentes, na língua portuguesa, se elas são formadas pelas mesmas letras? Observe que, no exemplo ao lado, foram escritas quatro palavras, com sentidos diferentes, mantendo-se onúmero e os tipos de letras. Só mudou a ordem. Alterando a ordem, o número e o tipo de letra podemos formar milhares de palavras diferentes. O princípio empregado pelos seres vivos para construção das proteínas é o mesmo: modificam a ORDEM, O NÚMERO E O TIPO dos aminoácidos participantes da molécula. Assim é possível a síntese de milhões de proteínas diferentes. EXEMPLO: 1- LAVES 2- SELVA 3- VALES 4- ALVES

50. Como a célula “sabe” quais os tipos, qual a ordem e quantos aminoácidos deverá usar para a síntese de uma proteína, necessária ao metabolismo? Essas informações estão registradas no material genético das células. Cada proteína é sintetizada a partir das informações contidas em um determinado GENE portanto, cada gene é responsável pela produção de um tipo de proteína.