Aula 1 - Comp Quim das Cels e Organismos

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DISCIPLINA: PROCESSOS BIOLÓGICOS 
AULA 01 
.COMPOSIÇÃO QUÍMICA DAS CÉLULAS E ORGANISMOS
Objetivos de aprendizagem 
a. Identificar as principais moléculas orgânicas e inorgânicas que 
compõe às células
b. Descrever a importância biológica da água na composição do 
nosso organismo
c. Explicar a diversidade molecular do plasma celular
Leitura:
Alberts, Bruce. (2017). Fundamentos da Biologia Celular, 4th 
edição. [Minha Biblioteca]. Retirado de
https://integrada.minhabiblioteca.com.br/#/books/97885827140
65/
https://integrada.minhabiblioteca.com.br/#/books/9788582714065/
1. Descreva em porcentagem quais moléculas são mais abundantes em
nossas células.
2. Descreva o que são moléculas orgânicas e inorgânicas; polares e apolares
e cite exemplos importantes em nossas células.
3. Quais os principais tipos de ligações que mantém nossas moléculas
estáveis? Descreva-as.
4. Qual a diferença entre polímeros e monômeros. Cite exemplos.
5. Porque o pH é importante em nossas células? Qual a relação do pH com
os tampões biológicos?
Questões 
Composição Química das Células e dos Organismos
átomos
moléculas
tecidos
órgãossistemaorganismo
Composição Química das Células e dos Organismos
1. Descreva em porcentagem quais moléculas
são mais abundantes em nossas células.
Composição química das células e dos organismos
2. Descreva quais são as moléculas orgânicas e
inorgânicas; polares e apolares e cite exemplos
importantes em nossas células.
Composição Química das Células e dos Organismos
Caracteriza-se pela 
pequena complexidade e 
baixa quantidade de 
energia.
▪ ÁGUA 
▪ SAIS MINERAIS: 
- Ferro
- Cálcio
- Sódio
- Potássio
- Magnésio
COMPOSTOS INORGÂNICOS COMPOSTOS ORGÂNICOS
São complexas e ricas em energia. 
Apresentam átomos de
C, H,O,N,P,S:
▪ PROTEÍNAS (miosina, actina, 
albumina)
▪ LIPÍDIOS (gorduras)
▪ CARBOIDRATOS (glicose, lactose, 
frutose)
▪ ÁCIDOS NUCLÉICOS (DNA, RNA)
COMPOSTOS INORGÂNICOS CELULARES
▪ H2O
▪ Sais Minerais
COMPOSTOS INORGÂNICOS CELULARES
▪ H2O
▪ A molécula de água é formada por dois átomos de Hidrogênio e
um de Oxigênio (H2O).
▪ A água é um solvente universal, os componentes Hidrofílicos
▪ A água é um regulador de temperatura.
▪ A água é um lubrificante ideal.
▪ A água participa de reações químicas.
▪ A água atua como mecanismo de proteção.
Oxigênio
Hidrogênio
COMPOSTOS INORGÂNICOS CELULARES
▪ Sais Minerais
▪ Representam cerca de 1% do total da composição celular;
▪ São necessários em concentrações da ordem de miligramas por litro de 
cultura.
▪ Atuam principalmente como reguladores da atividade celular.
▪ Encontram-se na forma:
- Insolúvel
- Dissolvidos em água
COMPOSTOS INORGÂNICOS CELULARES
▪ Sais Minerais
INSERIR TABELA
Grupo
(10 min)
Plenária
(20 min)
Individual
(10 min)
Estudo de Caso
Um indivíduo foi submetido a exames laboratoriais de rotina
para um check-up. Exames laboratoriais: Glicemia de jejum de
172 mg/dl, potássio plasmático de 3,7 mEq/L, sódio plasmático de
141 mEq/L, ácido úrico de 8 mg/dl, colesterol total de 230 mg/dl,
triglicerídeos (450 mg/dl). Creatinina sérica de 1,8 mg/dl e uréia
sérica de 96 mg/dl. Albumina em urina de 24 horas de 1,2 g/24
horas.
Diagnóstico: Hipertensão arterial, associada lesão renal diabetes
e dislipidemia.
Pergunta:
Quais tipos de moléculas são apresentados no caso acima?
Classifique-as.
Parâmetro avaliado Valor encontrado Valor de 
referência
Tipo de 
molécula
Classificação
Glicemia de jejum 172 mg/dL 60 - 100 mg/ dL orgânica carboidrato
Potássio plasmático 3,7 mEq/L 3,5 – 5,0 inorgânica Íon (cátion)
Sódio plasmático 141 mEq/L 135 – 145 inorgânica Íon (cátion)
Ácido úrico 8 mg/dL 2,5 -7,4 mg/dL orgânica Ácido 
orgânico
(composto 
nitrogenado 
não proteico)
Colesterol total 230 mg/ dL < 190 mg/dL orgânica lipídio
Triglicerídeos 450 mg/dL < 150 mg/dL orgânica lipídio
Creatinina sérica 1,8 mg/dL 0,6 - 1,2 orgânica (composto 
nitrogenado 
não proteico)
Ureia sérica 96 mg/dL 16 - 40 mg/dL orgânica (composto 
nitrogenado 
não proteico)
Albumina em urina 1,2 g/24h < 30 mg/24h orgânica proteína
O que são esses sais minerais? 
E como essas moléculas são formadas?
Primeiramente, vamos falar sobre os átomos....
Átomo Atual ou Modelo Atômico de Rutherford- Böhr:
▪ Núcleo: Prótons + Nêutrons → responsável pela massa do átomo – A (em 
u.m.a, unidade de massa atômica)
▪ Eletrosfera/ Nuvem Eletrônica: Elétrons (massa atômica desprezível)
O modelo atômico de Rutherford- Böhr : 
Cada nível possui um valor definido de energia;
Quando um elétron passa a um nível superior absorve energia e retornando ao 
nível original emite energia na forma de um quantum ou fóton.
Átomo Atual:
E = elemento químico = conjunto de átomos com o mesmo Z
Representado por um símbolo e iniciado com letra maiúscula (ex. Fe)
Z = número atômico = prótons
Indica a quantidade de prótons existentes no núcleo do átomo, é o que 
diferencia um átomo de outro.
A = massa atômica = prótons + nêutrons
Z
A
Diagrama de Linus Pauling:
▪ Criou um sistema para a distribuição eletrônica dos diferentes 
elementos químicos;
▪ Demonstrou a ordem com que os elétrons de um átomo 
ocupam os níveis e subníveis de energia. 
1s2, 2s2, 2p6
Menos energético - mais estável
1
2
3
4
5
6
Distribuição eletrônica
6C (carbono)
Z=6=p+=e-
1s2 2s2 2p2
K L
Tabela Periódica
Organizar os elementos químicos 
“ As propriedades físicas e químicas dos elementos são funções periódicas 
de seus números atômicos” 
• Z ( número atômico em ordem crescente) =p=e, 
• Distribuídos em 7 períodos e 18 colunas 
1 1 2 3 4 5 6 78 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18
2
3
4
5
6
7
18 colunas: grupos ou famílias 
Tem propriedades químicas semelhantes 
7 períodos 
▪ Teoria do octeto: 8 elétrons na camada de valência
▪ Átomos que não possuem 8 elétrons na cama de valência 
podem perder ou ganhar elétrons, responsável pelas 
ligações químicas (íons ) 
CAMADA DE VALÊNCIA
ELÉTRONS DE VALÊNCIA
❑ Teoria do Octeto e Ionização
Na natureza, todos os sistemas químicos tendem a 
adquirir a maior estabilidade possível.
Os átomos ligam-se uns aos outros para aumentar a 
sua estabilidade.
Os gases nobres são as únicas substancias formadas 
por átomos isolados.
❑ Íon
▪ São átomos apresentando carga positiva (+) ou negativa (-). 
❑ Ionização 
▪ Processo de perda ou ganho de elétrons (dissociação ou 
radiação)
▪ Cátion: carga positiva (C + ), pois perdeu elétron. Ex: Mg +2
perdeu 2 e-
▪ Aníon: carga negativa ( A - ), pois ganhou elétron. Ex: Cl -1
ganhou 1 e-
Exemplo NaCl
3. Quais os principais tipos de ligações que
mantém nossas moléculas estáveis? Descreva-as.
▪ Os átomos interagem através de LIGAÇÕES QUÍMICAS.
▪ As LIGAÇÕES QUÍMICAS podem ser IÔNICAS ou
COVALENTES. Ligações Intramoleculares
▪ É a força de atração de átomos
com cargas elétricas opostas.
▪ ÍONS SÃO ÁTOMOS QUE PERDERAM OU
GANHARAM ELÉTRONS
-Cátions: íons que perderam elétron (carga positiva)
- Ânions: íons que ganharam elétrons (carga negativa)
▪ Forma compostos iônicos, com
carga elétrica efetiva = 0.
▪ Em meio aquoso, conduzem corrente
elétrica.
▪ Sempre polar
LIGAÇÃO IÔNICA LIGAÇÃO COVALENTE
▪ Ligação onde ocorre 
compartilhamento de elétrons 
entre os átomos.
▪ Formam moléculas polares ou 
apolares.
▪ Em meio aquoso, não conduzem 
corrente elétrica
Ligações Químicas 
Ligação Iônica : é a força de atração de átomos com cargas 
elétricas opostas.
• Formam composto iônico 
polares( + /-) 
Metal e Ametal 
Metal e Hidrogênio 
• Alto ponto de fusão e ebulição
• Sólidos à temperatura ambiente (t.a.)
• Cristais duros e quebradiços
• Em meio aquoso conduzem corrente elétrica,
no corpo humano são eletrólitos.
Ligações Químicas 
Ligação Covalente : ocorre um compartilhamento de elétrons entre os seus 
átomos 
• Formam moléculas 
Ametal e Ametal 
Ametal e Hidrogênio
• Baixo ponto de fusão e ebulição
• Sólidos, líquidos e gasososà t.a.
• Em meio aquoso não conduzem corrente elétrica, no corpo humano 
formam moléculas.
• Unidos por ligações intermoleculares (dipolo-dipolo; ligações de hidrogênio 
e pontes dissulfetos)
2. Descreva quais são as moléculas orgânicas e
inorgânicas; polares e apolares e cite exemplos
importantes em nossas células.
POLARIDADE DAS LIGAÇÕES covalentes
POLARIDADE DAS LIGAÇÕES QUÍMICAS
Polar
Apolar
▪ Elementos químicos com 
mesma eletronegatividade.
▪ Insolúveis em água.
▪ Elementos químicos com
diferente eletronegatividade.
▪ Solúveis em água.
Ligações Químicas 
Podem ser do tipo :
Apolar : entre elemento químicos idênticos,
mesma eletronegatividade. Ex: H2
Polar : entre elementos químicos diferentes, formam moléculas com 
polaridade, polos positivos e polos negativos, diferente eletronegatividade. 
Ex: HCl
LIGAÇÕES INTERMOLECULARES 
LIGAÇÕES COVALENTES
Dipolo-Dipolo
Ligações de Hidrogênio 
Pontes de 
Ligações Dissulfeto
Dipolo-Induzido
Ligação intramolecular: forte
Ligação intermolecular: fraca
Moléculas polares → Força de atração entre cargas opostas
Dipolo-Dipolo
Dipolo
Dipolo-Dipolo
Moléculas Apolares → formação de dipolo momentâneo
Quando???
Sobre determinada pressão, a 
atração pode superar a repulsão 
entre as moléculas apolares
Dipolo-Induzido
As patas da lagartixa possuem milhares de filamentos que realizam uma força de atração com as moléculas 
da superfície
▪ Ligação Dipolo Permanente
▪ Importante para Manutenção de 
Estruturas Químicas (ex. água)
H
átomo 
eletronegativo
+
F
O
NLigação Covalente
Ponte de Hidrogênio
Ligações de Hidrogênio
Genes
http://www.google.com.br/url?sa=i&rct=j&q=&esrc=s&source=images&cd=&cad=rja&uact=8&ved=0CAcQjRxqFQoTCKC6i5TG48cCFcdDkAod9lwDWA&url=http://www.resumov.com.br/biologia/biologia-molecular/acidos-nucleicos-dna/&bvm=bv.102022582,d.Y2I&psig=AFQjCNEsvUNWL35hzFpHijFHzMSuc9I4VQ&ust=1441667908464018
47
Estrutura dos ácidos nucléicos
Púricas
Pirimidicas
Ligações de Hidrogênio
▪ Atração elétrica → compartilhamento de dois átomos de enxofre (S) 
▪ Ocorrem entre aminoácidos que possuam enxofre (S) em sua molécula
▪ Favorecem a configuração ideal de proteínas importantes
Ligações Dissulfeto
LIGAÇÕES QUÍMICAS
4. Qual a diferença entre polímeros e
monômeros. Cite exemplos.
COMPOSTOS ORGÂNICOS CELULARES
▪ POLÍMEROS – formados pela união de moléculas menores, 
denominadas MONÔMEROS
Glicose
Aminoácidos
MONÔMEROS
Glicogênio (animal), Amido(vegetal)
POLÍMEROS
Acido graxo + glicerol
Proteínas
Lipídios
Nucleotídeos Ácidos Nucleicos (DNA, RNA)