Prévia do material em texto
B IO Q U ÍM IC A PAULO JUBILUT 2018 BIOQUÍMICA 03 Água e Sais Minerais Carboidratos e Lipídeos Proteínas Ácidos Nucleicos Vitaminas 03 16 33 49 66 SUMÁRIO B IO Q U ÍM IC A 3www.biologiatotal.com.br A quantidade de água varia de acordo com a idade do organismo. Quanto mais novo, mais água presente. ÁGUA E SAIS MINERAIS Dos elementos químicos encontrados na natureza, quatro são encontrados com maior frequência na composição química dos seres vivos. Esses elementos são o carbono (C), o hidrogênio (H), o oxigênio (O), o nitrogênio (N). Além desses quatro elementos, outros são biologicamente importantes como o sódio (Na), potássio (K), cálcio (Ca), fósforo (P), enxofre (S), entre outros. Na composição química das células dos seres vivos, existem dois grandes grupos de substâncias: as inorgânicas e as orgânicas. As inorgânicas são a água e os sais minerais. As orgânicas são os carboidratos, lipídeos, proteínas e ácidos nucleicos. ÁGUA A vida na Terra começou na água e, ainda hoje, a ela se associa. Só há vida onde há água. Alguns dos principais papéis da água nos seres vivos são: 1) Solvente da maioria dos solutos, o que permite a ocorrência das reações químicas (é chamada solvente universal). 2) As reações catalisadas por enzimas só ocorrem na água. Em algumas reações, a água participa também como substrato (reações de hidrólise). 3) As substâncias se distribuem pelo interior da célula graças ao contínuo fluxo de água no seu interior (ciclose). 4) Os sistemas de transporte dos animais (sistema circulatório) e dos vegetais (vasos condutores) usam a água como meio de distribuição de substâncias. 5) Devido ao seu elevado calor específico, a abundante presença de água nos seres vivos impede grandes variações de temperatura. 6) Age como lubrificante nas articulações, nos olhos e, misturada aos alimentos, como saliva, facilita a deglutição. A água é a substância mais abundante em todos os seres vivos. No homem, representa cerca de 70% de sua massa. A proporção varia de uma espécie para outra (mais de 95% da massa dos celenterados), de acordo com a idade (diminui com o envelhecimento) e com a atividade metabólica. No homem, perdas maiores que 15% da massa de água (desidratação) podem ter consequências graves, pela diminuição do volume de líquido circulante. 4 B IO Q U ÍM IC A Molécula da água macronutrientes e os inferiores a 20mg por dia são os micronutrientes. Como a célula é um meio aquoso, não se encontram sais minerais, mas íons inorgânicos. Alguns deles são encontrados em todos os seres vivos. Algumas ações são exercidas especificamente por alguns íons: Cálcio: participa da estrutura das membranas, dos cromossomos, do esqueleto dos vertebrados, da contração muscular e da coagulação do sangue. Ferro: faz parte das moléculas dos citocromos, componentes da respiração celular, e da molécula da hemoglobina, pigmento transportador de O2 do sangue. Magnésio: encontrado na molécula da clorofila, pigmento fotossintetizante dos vegetais. Fosfato: importante componente da estrutura do ATP e dos nucleotídeos do DNA e do RNA. Iodo: faz parte da estrutura dos hormônios (tiroxina e triiodotironina) secretados pela tireoide dos vertebrados. Sódio e Potássio: atuam no equilíbrio iônico da célula, principalmente na condução de impulsos nervosos. Zinco, Cobre e Cobalto: atuam como coenzimas em alguns processos. De um modo geral, os sais na forma iônica estão atuando no metabolismo e na forma molecular estão presentes em estruturas esqueléticas como carapaças, conchas, ossos, chifres, cascos, onde são comuns o carbonato de cálcio e o fosfato de cálcio. OSSOS EXOESQUELETO (CARAPAÇA) CASCOS CONCHAS CARACTERÍSTICAS MOLECULARES A molécula de água é composta por dois átomos de hidrogênio e um de oxigênio, com estrutura angular sendo considerada uma molécula polar. Essa molécula forma um tetraedro irregular, ligeiramente torcido, onde o oxigênio fica no centro e os dois hidrogênios e os elétrons não compartilhados ocupam os cantos do tetraedro. A distância entre os dois átomos de hidrogênio possui uma angulação de aproximadamente 105º. As interações entre as moléculas de água são do tipo ligações de hidrogênio. A ligação de hidrogênio resulta da atração entre a parte negativa de uma molécula de água (onde se localiza o oxigênio) e a parte positiva de uma molécula vizinha (onde se localiza um hidrogênio). Devido essa grande quantidade de ligações de H no gelo faz com que essa molécula tenha um alto ponto de fusão e vaporização (precisa de muito calor para derreter e evaporar, respectivamente – desmanchar as ligações de H) e pela coesão da água, por manter as moléculas ligadas umas às outras. SAIS MINERAIS São substâncias inorgânicas formadas por íons, muitos dos quais são fundamentais para o bom funcionamento dos seres vivos. Os sais são classificados em micronutrientes (exemplo: Flúor, iodo, ferro e zinco) ou macronutrientes (exemplo: Cálcio, fósforo, enxofre, potássio, cloro e magnésio). Os íons que são necessários ao organismo em grandes quantidades (acima de 100mg por dia) são os CHIFRES B IO Q U ÍM IC A 5www.biologiatotal.com.br LEITURA COMPLEMENTAR 1) Qual a porcentagem aproximada (em massa) de água no corpo humano? Esta quantidade de água é a mesma para indivíduos de idades diferentes? Aproximadamente 65% da massa de uma pessoa é água. No cérebro, 90% de sua massa é água. Os músculos concentram 85% de água em sua massa total. Já os ossos armazenam entre 25-40% de água em relação a sua massa. Pessoas mais jovens têm mais água proporcionalmente a sua massa do que pessoas mais velhas. 2) Quais são as principais funções biológicas da água? A água é um solvente universal e fundamental para as reações químicas dos seres vivos. Ela é o principal meio de transporte de substâncias nas células e entre as células e os tecidos do organismo. Além disso tem o importante papel de controle e manutenção da temperatura para o funcionamento correto das reações metabólicas. A água também é reagente ou produto de diversas reações químicas como a fotossíntese, respiração celular e da ligação peptídica para formar as proteínas, entre tantas outras. 3) A água é peça chave em reações do organismo. Quais são os exemplos de reação em que a água é incorporada ou liberada, respectivamente, durante o metabolismo dos organismos? A fotossíntese é um processo bioquímico em que a água é incorporada em moléculas orgânicas. Na reação, átomos de hidrogênio da água produziram a glicose e os átomos de hidrogênio desta água serão liberados como oxigênio molecular: dióxido de carbono (CO2) + água (H2O) + luz solar = glicose (C6H12O6) + oxigênio molecular (O2). A respiração aeróbica é um exemplo de reação bioquímica em que a água é um produto: glicose (C6H12O6) + ÁGUA E SAIS MINERAIS oxigênio molecular (O2) = dióxido de carbono (CO2) + água (H2O). 4) A água é uma molécula polar ou apolar? Qual é a consequência desta característica para a função da água como solvente? A água é formada por dois átomos de hidrogênio ligadas covalentemente a um átomo de oxigênio. Esta ligação faz com que a molécula tenha uma configuração espacial angular. Os átomos de hidrogênio “emprestam” elétrons ao átomo de oxigênio e consequentemente, o oxigênio torna-se mais eletronegativo, enquanto os hidrogênios, eletropositivos. A geometria espacial da molécula de água faz com que existam dois polos, um negativo (átomo de oxigênio) e um positivo (os átomos de hidrogênio). A água é um excelente solvente para substâncias polares porque, a atividade elétrica (atração e repulsão, em uma mesma molécula) dos seus polos ajudam a separar a mistura de substâncias (solutos), criando movimento e aumentando o número de colisões a nível molecular, ajudando na velocidade das reações químicas. Por outro lado, a água não é solvente para substâncias apolares. Polaridade é uma daspropriedades da água. 5) Qual tipo de polaridade as substâncias solúveis em água ou solúveis em gorduras devem ter? Substâncias solúveis em água são polares, isto quer dizer, elas tem diferentes cargas elétricas. Estas substâncias são solúveis em água porque se dissociam quando colocadas em solução aquosa, para isto acontecer elas devem ser polares também. Já as substâncias solúveis em gorduras são apolares, isto quer dizer, elas são eletricamente neutras, não apresentam polos negativo e positivo. Estas substâncias são solúveis em gordura porque se dissociam em soluções apolares, como a gordura, que são apolares. 6 B IO Q U ÍM IC A 6) Qual a importância da água para a atividade enzimática? Enzimas (catalisadores biológicos) precisam da água para alcançar seu substrato, mas não dependem dela para realizar a reação em seus sítios ativos. Não há atividade enzimática sem água. Além disso, determinadas enzimas pedem determinados intervalos de pH. O pH de uma solução é resultado da liberação de cátions de hidrogênio (H+) e ânions hidroxila (OH-) de ácidos e bases em solução aquosa. 7) A capacidade de calor da água pode ser considerada alta ou baixa? O que significa esta característica da água quando falamos em atividade biológica? Na termodinâmica é sabido que a quandidade de energia trocada (Q) é igual a massa multiplicada pelo calor específico de uma substância (c) e pela variação de temperatura (T), Q = m.c.∆T, e a capacidade de calor (Q/T), então, é a massa multiplicada pelo calor específico da substância (m.c). Como a capacidade de calor está relacionado a um corpo com uma massa determinada, o mais correto a se falar sobre a água é sobre seu calor específico. A água tem calor específico de 1 cal/g.˚C, o que significa que a mudança de 1˚C por grama terá um ganho ou perda de 1 caloria de energia. Este é um valor muito elevado (por exemplo, o calor específico do etanol é 0,58cal/g.˚C), fazendo da água um excelente isolante térmico, protegendo da perda de temperatura de uma meio para outro. Mesmo com mudanças bruscas de temperatura no ambiente, o organismo mantém estável sua temperatura interna por causa da grande quantidade de água que ele tem. O alto calor específico é uma das mais importantes propriedades da água. 8) Quais são as principais propriedades da água que a fazem tão especial para que tenhamos as formas de vida? As principais propriedades da água quando falamos dos sistemas biológicos são: sua polaridade molecular, a estabilidade térmica que ela condiciona (alto calor específico), pontos de fusão e ebulição que permitem que ela permaneça em estado líquido na maioria dos ambientes, neutralidade ácido-base, pequeno tamanho molecular e baixa reatividade química. (Se compararmos com outras substâncias como o etanol ou o sulfeto de hidrogênio) 9) O que são os íons? Quais são as duas categorias em que eles são classificados? Íons são átomos ou substâncias eletricamente carregadas caracterizadas pelo perda ou ganho de elétrons. Existem dois tipos de íons. Eles são os cátions e os ânions. Cátions são íons com carga elétrica total positiva e ânions são íons com carga elétrica total negativa. 10) Quais são os principais íons positivos encontrados nos seres vivos? Os principais cátions encontrados nos seres vivos são: íon de sódio (Na+), íon de potássio (K+), íon de cálcio (Ca++), íon ferroso e férrico (Fe++, Fe+++), íon de magnésio (Mg++), íon de zinco (Zn++) e íon de manganês (Mn++). 11) Quais são os principais íons negativos encontrados nos seres vivos? Os principais ânions encontrados nos seres vivos são: cloreto (Cl-), fosfato (PO4-), bicarbonato (HCO3-), nitrato (NO3-), sulfato (SO4-). 12) Como os sais minerais participam da regulação osmótica? A pressão osmótica depende do número de partículas dissolvidas em uma solução e não na característica particular destas partículas. Sais minerais, glicose, proteínas e uréia são os principais reguladores da osmolaridade de um organismo. Estas moléculas junto com outras partículas dentro e fora da célula gera um grande ou pequeno gradiente osmótico entre o espaço intracelular e extracelular. 13) Qual o papel dos sais minerais na criação de uma diferença de potencial elétrico (voltagem) em nível celular? A atividade elétrica da célula, por exemplo, nos neurônios, depende da diferença de oncentração EX ER CÍ CI O S 7www.biologiatotal.com.br positiva e negativa dos íons que ficam dentro e fora dela, separadas pela membrana celular. Os sais minerais, portanto, são responsáveis pela diferença de potencial e geram uma voltagem específica em determinado momento para a célula. 14) Porque a regulação de pH é tão importante para os seres vivos? Como os sais minerais participam desta regulação? O potencial de hidrogênio (pH) é a medida de íons de hidrogênio (H+) em solução. A regulação de pH, de acordo com a necessidade de cada órgão ou tecido é muito importante para o organismo já que as enzimas que atuam neles somente trabalham em uma escala de pH e muitas proteínas só ficam ativas sob alguns nívies específicos de pH. Ainda mais, as reações bioquímicas dependem de níveis corretos de pH para acontecerem. 15) De que forma os sais minerais participam na atividade enzimática? Muitos sais minerais são cofatores de enzimas, isto quer dizer, eles são substâncias que, se não estiverem presentes, impedem a atividade da enzima. 16) Quais são os principais processos biológicos que o cálcio está envolvido? O cálcio está presente em praticamente todas as células e tem diferentes funções. O cálcio é importante na contração muscular, no processo de coagulação do sangue, na estrutura dos ossos e dentes, na movimentação do flagelo dos espermatozoides e na transmissão dos impulsos nervosos. 17) O que é hemoglobina? E qual elemento inorgânico que é fundamental na composição da hemoglobina? Hemoglobina é uma proteína presente no sangue, responsável pelo transporte de oxigênio dos pulmões para outros tecidos e células do corpo. A hemoglobina é composta por quatro cadeias de proteínas cada uma delas com um grupo “heme” que contém um átomo de ferro. O oxigênio retirado dos pulmões se liga ao ferro. Além disso, a cor vermelha do sangue, é dada a hemoglobina por causa do ferro. 18) Qual a importância do magnésio para as plantas? Quais são as principais funções do magnésio no funcionamento dos seres vivos? O magnésio é de fundamental importância para as plantas porque é parte da molécula de clorofila (e a clorofila é essencial para a fotossíntese). Além das plantas, o magnésio é importante em outros seres vivos onde é cofator de muitas enzimas, relaxante muscular e também atua na transmissão de impulsos nervosos. 19) O que é a fosforilação? Quais são os processos biológicos que dependem da fosforilação? Fosforilação é o nome dado para o processo de adição de fosfatos às moléculas fazendo com que elas fiquem energizadas. A fosforilação tem papel importante, por exemplo, na fotossíntese (a fotofosforilação na fase dependente de luz) e na respiração aeróbica (oxidação fosforilatica da cadeia respiratória). Em geral, o fosfato usado na fosforilação vem de moléculas de ATP. 20) Porque o iodo é importante para os seres humanos? O iodo é um elemento químico fundamental para o funcionamento da tireoide já que é parte de alguns hormônios produzidos por esta glândula. A deficiência de iodo leva ao hipotireoidismo, uma doença conhecida bócio. Hemoglobina composta por quatro cadeias 8 EX ER CÍ CI O S (ENEM PPL 2015) Durante a aula, um professor apresentou uma pesquisa nacional que mostrava que o consumo de sódio pelos adolescentes brasileiros é superior ao determinado pela Organização Mundial da Saúde. O professor, então, destacou que esse hábito deve ser evitado. A doença associada a esse hábito é a obesidade. osteoporose. diabetes tipo II. hipertensão arterial. hipercolesterolemia.(FEEVALE 2012) As florestas tropicais caracterizam-se pela intensa produção de vapor d’água. Esse processo de mudança de fase é denominado: condensação. ebulição. evaporação. sublimação. solidificação. (G1 - CFTMG 2012) A importância da água para os seres vivos relaciona-se às suas propriedades físicas e químicas que permitem o bom funcionamento dos organismos. NÃO se pode atribuir à água a função de servir como meio para as reações químicas celulares. absorver calor dos organismos, agindo como regulador térmico. evitar variações bruscas de temperatura do corpo dos seres vivos. formar os envoltórios rígidos das células vegetais com a função estrutural. (G1 - CFTMG 2012) Na composição química das células, os íons são tão importantes que pequenas variações na sua porcentagem modificam profundamente a dinâmica celular. Associou-se corretamente, o íon à sua respectiva função em: (G1 - IFCE 2014) Os seres vivos são formados, quimicamente, por dois grandes grupos de compostos: orgânicos e inorgânicos. Os minerais, inorgânicos, desempenham funções importantíssimas para o ser vivo e a deficiência de alguns deles, no corpo humano, pode causar diversas doenças e prejuízos à a a a a a b b b b b c c c c c d d d d d e e e EXERCÍCIOS (UECE 2015) Ligações que ocorrem entre as moléculas de água e que são fundamentais nos processos bioquímicos celulares são denominadas covalentes polares. covalentes apolares. interações hidrofílicas. ligações de hidrogênio. 1 2 4 5 6 3 a b c d e solubilidade do detergente em água ser alta. tensão superficial da água ter sido reduzida pressão de vapor da água ter sido diminuída. densidade da solução ser maior que a da água. viscosidade da solução ser menor que a da água CAIU NO ENEM - 2016 Para lavar e refrescar o ambiente, que estava a 40 °C, uma pessoa resolveu jogar água sobre um piso de granito. Ela observou que o líquido se concentrou em algumas regiões, molhando parcialmente a superfície. Ao adicionar detergente sobre essa água, a pessoa verificou que o líquido se espalhou e deixou o piso totalmente molhado. A molhabilidade da superfície foi melhorada em função da saúde. O mineral, que é responsável pela constituição da hemoglobina e está relacionado ao transporte do O2 pelo sangue, cuja deficiência pode causar a doença conhecida como anemia, é o fósforo. iodo. sódio. potássio. ferro. EX ER CÍ CI O S 9www.biologiatotal.com.br (G1 - UFTPR 2008) A água apresenta inúmeras propriedades que são fundamentais para os seres vivos. Qual, dentre as características a seguir relacionadas, é uma propriedade da água de importância fundamental para os sistemas biológicos? Possui baixo calor específico, pois sua temperatura varia com muita facilidade. Suas moléculas são formadas por hidrogênios de disposição espacial linear. Seu ponto de ebulição é entre 0 e 100 °C. É um solvente limitado, pois não é capaz de se misturar com muitas substâncias. Possui alta capacidade térmica e é solvente de muitas substâncias. (G1 - IFCE 2011) Os sais minerais são reguladores e desempenham diversas funções relacionadas com o metabolismo. São considerados ativadores enzimáticos e essenciais para o funcionamento celular. Sobre isso, é correto afirmar-se que o sódio interfere na pressão arterial e no volume celular. a condução de impulsos nervosos nos nervos, nos músculos e no coração é desencadeada pelo ferro. o enxofre atua na produção de hormônios pela glândula tireoide. a coagulação sanguínea depende diretamente do potássio. o magnésio faz parte da hemoglobina. (UCS 2015) Uma criança passeando com seus pais na beira da lagoa reparou que havia vários insetos caminhando sobre a superfície da água. Eles não afundavam, porque as patas dos insetos estabelecem uma reação hidrofóbica. a água é uma substância apolar e forma uma reação química com a superfície das patas dos insetos. as pontes de hidrogênio são extremamente instáveis, tornando-se uma superfície sólida para os insetos. as patas dos insetos estabelecem uma reação hidrofílica. a tensão superficial da água consegue suportar o peso do inseto. (G1 - IFSC 2015) A água é uma substância de grande importância para os seres vivos: cerca de três quartos da superfície terrestre são cobertos por água. Ela representa cerca de 75% das substâncias que compõem o corpo dos seres vivos. A perda de 20% de água corpórea (desidratação) pode levar à morte e uma perda de apenas 10% já causa problemas graves. A água também funciona como um moderador de temperatura e é indispensável ao metabolismo celular. Assinale a alternativa que se refere CORRETAMENTE a uma propriedade da água. A água pura é aquela constituída de sais minerais, como o sódio, o zinco e o magnésio. A capilaridade da água impede que plantas transportem até as folhas os líquidos que retiram do solo. Em clima seco a evaporação da água é menos rápida. A passagem da água do estado sólido para o estado líquido denomina-se evaporação. Um mosquito pousa sobre a superfície líquida da água de um rio, porque suas moléculas são fortemente coesas (UCS 2012) O sódio, componente que aparece descrito nos rótulos dos alimentos, é considerado um dos vilões da boa alimentação. O seu consumo excessivo pode causar __________, mas ele é um __________ útil para o metabolismo humano, pois participa na fisiologia __________. Assinale a alternativa que completa, correta e respectivamente, as lacunas acima. hipotensão; metal; renal. hipertensão; cátion; nervosa. hipotensão; mineral; pulmonar. hipertensão; ânion; digestiva. hipotensão; cátion; hepática. (G1 - IFSP 2011) A tabela a seguir apresenta a quantidade dos minerais cálcio e ferro em alguns alimentos. a a a a a a a b b b b b b b c c c c c c c d d d d d d d e e e e e e 7 10 11 12 8 9 potássio → respiração celular. magnésio → condução nervosa. ferro → processo fotossintético. fosfato → transferência de energia. Assinale a alternativa que apresenta, respectivamente, os alimentos mais importantes na prevenção de anemia e osteoporose. carne de boi magra assada e couve manteiga. milho verde em conserva e queijo prato. queijo prato e couve manteiga. rosbife e queijo prato. pepino cru e rosbife. Alimento (100g) Cálcio (mg) Ferro (mg) Carne de Boi Magra Assada 9 3,20 Couve Manteiga 330 2,20 Milho Verde em Conserva 6 0,80 Pepino Cru 10 0,23 Queijo Prato 1023 0,78 Rosbife 16 4,20 Fonte: FROTA Pessoa, O. Os caminhos da vida - Manual do professor. Ed. Scipione, 2001, pp.37-9. 10 EX ER CÍ CI O S (CEFET MG 2015) O ovo é um recipiente biológico perfeito que contém material orgânico e inorgânico em sua constituição. Um de seus componentes é a clara ou albúmen, formada predominantemente por água e também por proteínas. Caso a galinha se reproduza antes da liberação do óvulo ocorrerá a formação de um embrião no interior do ovo. Porém, para que este se desenvolva é necessária uma transferência de calor, que ocorre durante o período em que essas aves chocam os ovos. Disponível em: <http://super.abril.com.br>. Acesso em 21 abr. 2015. (Adaptado). Caso a galinha saia do ninho temporariamente durante esse período, o desenvolvimento do embrião não cessará em virtude da água no interior do ovo diluir substâncias tóxicas. ser um solvente universal. possuir um alto calor específico. participar de reações de hidrólise. apresentar elevado valor nutricional. (UCS 2012) Além de fazer parte da constituição dos organismos vivos, a água apresenta outras características importantes, que são vitais à manutenção dos ecossistemas do planeta. Com relação às características da água, assinale a alternativa correta. Na Terra, a água pode ser encontrada somente em dois estados físicos: líquido (água salgadae doce) e sólido (geleiras, neve e icebergs). Ao resfriar, a partir de 4ºC a água diminui sua densidade, solidificando, por exemplo, em lagos e mares, apenas na superfície. Isso contribui para a manutenção da vida em regiões de alta latitude. A temperatura da água do mar não varia com a profundidade e a latitude, o que garante a formação de corais. Na formação das geleiras, a molécula de água ganha mais um átomo de hidrogênio. Devido principalmente à sublimação, a água armazena e libera energia para o ambiente, influenciando no clima da região em que se encontra. (UFSJ 2012) Uma indicação médica para um paciente que apresenta anemia ferropriva, ou seja, deficiência de ferro, é o consumo diário de carnes e verduras verde-escuras na alimentação. Sobre a função dos micronutrientes, é CORRETO afirmar que o ferro é essencial para o correto funcionamento do transporte de CO2 em organismos humanos por fazer parte da molécula de hemoglobina. o ferro é um macronutriente essencial ao desenvolvimento das plantas por fazer parte da molécula de clorofila. há presença de ferro na carne branca; portanto, a carne de frango também é indicada para suprir necessidades de ferro. o ferro é o responsável pela coloração vermelho-escura da carne bovina, sendo esta a única carne capaz de suprir as necessidades de ferro. (G1 - IFCE 2014) Analise as seguintes proposições. “Atua como um solvente universal, sendo de extrema importância para as reações químicas ocorridas nas células dos seres vivos. Outras funções importantes são o transporte de íons e moléculas pelo corpo, regulação térmica e ação lubrificante.” “São encontrados em duas formas: solúveis (encontrados em forma de íons) e insolúveis (fazendo parte de estruturas esqueléticas etc.) e representam cerca de 1% da composição celular.” As substâncias descritas são água e lipídios. lipídio e sais minerais. proteína e lipídios. água e sais minerais. água e sais ácidos. (UFPE 1996) Os sais minerais existem nos seres vivos de forma imobilizada ou dissociados em íons. Pequenas variações nas porcentagens de íons podem modificar profundamente a permeabilidade, irritabilidade e viscosidade da célula. Analise as propostas apresentadas. ( ) Magnésio (Mg++) presente na clorofila é, portanto, necessário à fotossíntese. ( ) Cálcio (Ca++) é necessário para a ação de certas enzimas em importantes processos fisiológicos. ( ) Ferro (Fe++), presente na hemoglobina, faz parte de pigmentos importantes na respiração (citocromos). ( ) Fosfato (PO4 --) é o principal cátion extra e intracelular. ( ) Cloreto (Cl-), importante cátion presente tanto na hemoglobina quanto na clorofila. (G1 - IFSP 2014) Na tabela, a seguir, está listada a quantidade de água encontrada em diferentes órgãos humanos vivos, proporcionalmente à massa total de cada uma dessas estruturas: a a a a a b b b b b c c c c c d d d d d e e e e 13 14 18 16 17 15 quantidade de água (%) órgãos 10 dentes 50 ossos 60 rins 80 músculos 85 encéfalo Considere que exista uma relação direta entre a quantidade de água presente nos tecidos humanos vivos e a taxa metabólica de suas células. Dessa forma, levando em consideração apenas os órgãos listados na tabela, é esperado que seja observado um maior consumo de oxigênio nos tecidos presentes nos rins. nos ossos. nos dentes. nos músculos. no encéfalo. EX ER CÍ CI O S 11www.biologiatotal.com.br (PUCPR 2009) Os sais minerais, encontrados nos mais variados alimentos, desempenham função importante na saúde do homem, podendo estar dissolvidos na forma de íons nos líquidos corporais, formando cristais encontrados no esqueleto, ou ainda combinados com moléculas orgânicas. A alternativa que relaciona CORRETAMENTE o sal mineral com sua função no organismo é: K - participa dos hormônios da tireoide. Fe - constitui, juntamente com o Ca, o tecido ósseo e os dentes. P - participa da constituição da hemoglobina, proteína encontrada nas hemácias. Cl- fortalece os ossos e os dentes e previne as cáries. Ca - auxilia na coagulação sanguínea. (PUCRS 2001) O citoplasma celular é composto por organelas dispersas numa solução aquosa denominada citosol. A água, portanto, tem um papel fundamental na célula. Das funções que a água desempenha no citosol, qual NÃO está correta? Participa no equilíbrio osmótico. Catalisa reações químicas. Atua como solvente universal. Participa de reações de hidrólise. Participa no transporte de moléculas. (UFJF-PISM 1 2015) A maior parte dos seres vivos é constituída por água, responsável por 70 a 80% de sua massa. Considere as afirmativas abaixo relacionadas às propriedades físico-químicas da água. I. A molécula de água é polarizada, ou seja, apesar de ter carga elétrica total igual a zero, possui carga elétrica parcial negativa na região do oxigênio e carga elétrica parcial positiva na região de cada hidrogênio. II. Na água em estado líquido, a atração entre moléculas vizinhas cria uma espécie de rede fluida, em contínuo rearranjo, com pontes de hidrogênio se formando e se rompendo a todo momento. III. A tensão superficial está presente nas gotas de água, sendo responsável pela forma peculiar que elas possuem. IV. O calor específico é definido como a quantidade de calor absorvida durante a vaporização de uma substância em seu ponto de ebulição. (UNIFOR 2014) É comum ouvir as pessoas comentarem que sentem o tempo passar de maneira descontrolada e que, mal a semana começa, já chega a quinta-feira e com ela, o final de semana, com muitas ocupações e pouco tempo para realizá-las. Assim, negligenciam até cuidados básicos como a atenção para as necessidades de água do corpo, que mais cedo ou mais tarde, podem resultar numa desidratação que pode evoluir para insuficiência renal e morte. A água no contexto fisiológico é importante para o corpo humano porque: I. É o meio onde ocorre o transporte de nutrientes, reações metabólicas e transferência de energia. II. O deficit de água acarreta aumento na concentração dos sais no meio extracelular, provocando redução do volume do meio intracelular. III. Solubiliza todas as macromoléculas, necessitando- se ingerir uma quantidade de água superior à perdida diariamente a fim de manter o balanço hídrico. IV. Os rins necessitam de líquido, especialmente água, para retirar as impurezas do sangue e controlar a pressão arterial. Estão CORRETAS as sentenças: I e II somente. II, III e IV. III e IV somente. I, II e IV. II e IV somente. (UEPB 2014) A água é a substância mais abundante nos seres vivos, constituindo cerca de 75% a 85% da massa corporal de um organismo. A molécula de água (H2O) é constituída por um átomo de oxigênio unido por meio de ligações covalentes a dois átomos de hidrogênio, formando um ângulo de 104,5°. o que a toma polarizada. Esta polarização confere à água propriedades físico-químicas essenciais à vida. Sobre a água e sua importância para a manutenção da vida na Terra, são apresentadas as seguintes proposições: I. Nas plantas, o deslocamento da seiva mineral, desde as raízes, onde ela é absorvida do solo, até as folhas, onde ocorre a transpiração, está relacionada às propriedades de adesão e coesão da água. II. A maioria dos seres vivos só pode viver em uma estreita faixa de temperatura, fora da qual ocorrem problemas metabólicos e até a morte. Podemos citar o alto calor específico o elevado calor latente de vaporização e o elevado calor latente de fusão da água como alguns dos fatores importantes para a estabilidade da temperatura dos seres vivos. a a a a b b b b c c c c d d d d e e e e 19 20 21 22 23 Assinale a alternativa que contenha todas as afirmativas CORRETAS. I e III II e IV I, II e III I, II e IV I, III e IV 12 EX ER CÍ CI O S a b c d e a aa b b b c c c d d d e e e III. A água participa das reações químicas no organismo vivo, sendo que em algumas delas entra como reagente na síntese por desidratação e, em outras, como produto reações de hidrólise. Está(ão) correta(s) a(s) proposição(ões): III, apenas. I e III, apenas. Il e III, apenas. I e II, apenas. I, II e III. (PUCRS 2016) Para responder à questão, leia as informações e as afirmativas que seguem. A água é o componente mais abundante do corpo humano, sendo responsável por aproximadamente 70% do peso total do corpo. Durante o exercício físico, o calor gerado pelo metabolismo aumenta a temperatura do corpo. O sistema nervoso detecta esse aumento de temperatura e desencadeia a liberação de suor, constituído principalmente de água. A água presente no suor carrega eletrólitos dissolvidos e esfria o corpo ao evaporar, por isso deve ser reposta para a manutenção da homeostase do organismo e para o funcionamento normal dos órgãos, dos tecidos e das células. Sobre o metabolismo da água no corpo humano, considere as afirmativas: I. O corpo, durante o exercício físico, perde água proveniente de fluidos extra e intracelulares. II. A hiper-hidratação pode ser danosa para o corpo, já que pode ocorrer uma diluição excessiva dos eletrólitos se o rim não excretar o excesso de fluidos. III. A ingestão de bebidas isotônicas tem como finalidade reduzir a queima de substâncias energéticas no organismo, provocando a diminuição da temperatura corporal. Está/Estão correta(s) apenas a(s) afirmativa(s) I. III. I e II. I e III. II e III. (UFG 2008) Leia o texto a seguir. As três décadas de estudos sobre os alimentos, o metabolismo humano e a fisiologia do esporte mostram que as dietas radicais não funcionam. Na busca do corpo saudável e esbelto, a melhor dieta é a do bom senso. Uma das dietas mundialmente conhecidas proíbe o consumo de leite e derivados e limita muito o consumo de proteínas. Essas restrições levam à carência de minerais, especialmente o cálcio e ferro. (VEJA, São Paulo, mar. 2007, n. 11, p. 62. [Adaptado]). Um indivíduo adulto que adotou essa dieta por um período prolongado pode apresentar hemorragia e escorbuto. cegueira noturna e xeroftalmia. beribéri e pelagra. bócio endêmico e cãibras. osteoporose e anemia. (UEPB 2011) A água é um recurso natural de extrema importância. Presente em macro e microambientes e sob várias formas, ela desempenha funções como hidratação, regulação da temperatura, condução de vitaminas, proteínas, carboidratos e sais minerais etc... Uma das características da água é a quantidade presente no corpo humano, que varia entre células devido à função exercida e idade. Imagine a seguinte situação: um experiente professor, com aproximadamente 50 anos de idade e 25 de profissão, com massa corporal de 85 kg bem distribuída nos seus 1,84 cm de altura, acostumado a escalar serras durante suas pesquisas de campo, segue mais uma vez uma de suas trilhas. Após um longo percurso, o professor e seus alunos, com idades variando entre 18 e 25 anos, chegam exaustos ao local da coleta de dados. Baseado nas informações, pode-se afirmar, corretamente, que (UEPA 2012) O surgimento e a manutenção da vida, no nosso planeta, estão associados à água que é a substância mais abundante dentro e fora do corpo dos seres vivos. Entretanto, segundo dados fornecidos pela Associação Brasileira de Entidades do Meio Ambiente (Abema), 80% dos esgotos do país não recebem nenhum tipo de tratamento e são despejados diretamente em rios, mares, lagos e mananciais, contaminando a água aí existente. (Adaptado de Poluição da Água: http://www.colegioweb.com.br/ biologia/constituicaoda-agua.html. Acesso: 05.09.2011.) Considerando as funções exercidas nos seres vivos 24 26 27 25 pela substância em destaque no texto, analise as afirmativas abaixo. I. Facilita o transporte das demais substâncias no organismo. II. Participa do processo da fotossíntese. III. Dissolve as gorduras facilitando sua absorção. IV. Auxilia na manutenção da temperatura do corpo. De acordo com as afirmativas acima, a alternativa correta é: I e II I, II e III I, II e IV II, III e IV I, II, III e IV EX ER CÍ CI O S 13www.biologiatotal.com.br ANOTAÇÕES a a a a b b b b c c c c d d d d e e e e (UFPR 2013) Louco por um saleiro, sal foi uma das primeiras palavras que o garoto aprendeu a falar, antes de completar 1 ano de idade. Quando conseguiu (UESPI 2012) Os sais minerais são essenciais em uma alimentação saudável, pois exercem várias funções reguladoras no corpo humano. Sobre esse assunto, faça a correspondência entre as colunas apresentadas abaixo. 1. Ferro 2. Sódio 3. Cálcio 4. Fósforo 5. Potássio ( ) Equilíbrio osmótico celular. ( ) Essencial à coagulação sanguínea. ( ) Transferência energética durante reações metabólicas celulares. ( ) Componente da mioglobina e enzimas respiratórias. ( ) Contração muscular e condução de impulsos nervosos. A sequência correta é: 2, 3, 4, 1, 5. 3, 2, 4, 5, 1. 5, 1, 3, 2, 4. 1, 4, 3, 5, 2. 2, 4, 3, 5, 1. (FUVEST 2002) Os adubos inorgânicos industrializados, conhecidos pela sigla NPK, contêm sais de três elementos químicos: nitrogênio, fósforo e potássio. Qual das alternativas indica as principais razões pelas quais esses elementos são indispensáveis à vida de uma planta? Nitrogênio - É constituinte de ácidos nucléicos e proteínas; Fósforo - É constituinte de ácidos nucléicos e proteínas; Potássio - É constituinte de ácidos nucléicos, glicídios e proteínas. Nitrogênio - Atua no equilíbrio osmótico e na permeabilidade celular; Fósforo - É constituinte de ácidos nucléicos; Potássio - Atua no equilíbrio osmótico e na permeabilidade celular. Nitrogênio - É constituinte de ácidos nucléicos e proteínas; Fósforo - É constituinte de ácidos nucléicos; Potássio - Atua no equilíbrio osmótico e na permeabilidade celular. Nitrogênio - É constituinte de ácidos nucléicos, glicídios e proteínas; Fósforo - Atua no equilíbrio osmótico e na permeabilidade celular; Potássio - É constituinte de proteínas. Nitrogênio - É constituinte de glicídios; Fósforo - É constituinte de ácidos nucléicos e proteínas; Potássio -Atua no equilíbrio osmótico e na permeabilidade celular. 29 28 30 se encontrará quantidade de água igual tanto no organismo do professor quanto no dos alunos, pois eles bebem água durante o trajeto. se encontrará quantidade de água igual nos organismos do professor e dos alunos, pois cada pessoa tem sua capacidade limite de transpiração e o professor tem um bom condicionamento físico. se encontrará menos água no organismo dos estudantes em relação ao professor, pois sendo mais jovens andam mais rápido que o professor, e, portanto, transpiram mais e perdem mais água. se encontrará menos água no organismo do professor, principalmente nas células musculares, em relação aos organismos dos estudantes, devido à idade avançada dele e da perda por evaporação durante o trajeto. se encontrará menor quantidade de água no organismo dos estudantes em relação ao organismo do professor porque suas células musculares gastaram mais energia, mesmo bebendo água durante o trajeto. caminhar com as próprias pernas, passou a revirar os armários da cozinha em busca de tudo que fosse salgado e, sempre que podia, atacava o saleiro. Aos 3 anos e meio, por causa da suspeita de puberdade precoce, o menino foi internado num hospital. (Fonte: Christante, L. Sede de sal. Revista Unesp Ciência, n.17, 2011.) O apetite por sal da criança, cujo relato tornou-se clássico na história da Medicina, era causado por um desequilíbrio endócrino. Após a sua morte, descobriu- se que a criança apresentava uma deficiência na produção de: aldosterona pelas glândulas adrenais. insulina pelo pâncreas. tiroxina pela tireoide. vasopressina pelo hipotálamo.somatotrofina pela hipófise. 14 B IO Q U ÍM IC A GABARITO 1 - [D] As interações que ocorrem entre as moléculas de água e que dão suporte aos processos bioquímicos são denominadas ligações de hidrogênio. 2 - [D] O consumo excessivo de sais ricos em sódio está associado ao quadro de hipertensão arterial. 3 - [E] O ferro (Fe) é o íon mineral que participa da constituição da hemoglobina, proteína presente nos glóbulos vermelhos e responsável pelo transporte do oxigênio. Sua carência alimentar causa a anemia ferropriva. 4 - [C] Durante o processo de transpiração, os vegetais eliminam para o ambiente o vapor d’água resultante da evaporação da água líquida presente em seus tecidos. 5 - [D] Os envoltórios rígidos que compõem a parede dos células vegetais são constituídos, principalmente, por celulose e lignina. 6- [D] O íon fosfato é importante nos processos celulares de transferência de energia por fazer parte de moléculas, como ATP (adenosina trifosfato), entre outras. 7 - [E] 8 - [B] A ingestão de sódio (Na+) em excesso pode causar aumento da pressão arterial (hipertensão). Porém, esse cátion é essencial para a geração e condução dos impulsos nervosos nos neurônios. 9- [D] A forma de anemia humana mais comum é causada pela deficiência nutricional de ferro. As carnes são ricas nesse elemento mineral. O ferro é essencial para a síntese da hemoglobina na medula óssea vermelha. A osteoporose ocorre devido à descalcificação óssea. Os derivados do leite como queijos, manteiga, iogurte e coalhada são ricos em cálcio. Esse mineral é fundamental para a calcificação óssea e dentária. 10 - [A] A condução de impulsos nervosos e a coagulação sanguínea têm a participação dos íons de cálcio (Ca3 2-). A produção de hormônios da glândula tireoide tem a atuação do iodo. As moléculas de hemoglobina possuem íon ferro. 11- [E] As moléculas polares de água produzem uma tensão superficial capaz de suportar o peso do inseto. 12 - [E] A superfície de contato entre as extremidades das patas do mosquito é muito pequena e não exerce pressão suficiente para romper as pontes de hidrogênio que determinam a tensão superficial da água onde estão pousados. 13 - [C] A água é um componente do ovo com alto calor específico, isto é, demora para perder a energia calorífica para o meio. Dessa forma, a interrupção temporária da choca não compromete o desenvolvimento do embrião. 14 - [B] A água é capaz de solidificar à temperaturas abaixo de zero graus Celsius; porém sua densidade diminui; dessa forma, a água congelada fica na superfície dos lagos e mares, permitindo a sobrevivência dos organismos aquáticos abaixo da capa de gelo. 15 - [E] Existe uma relação direta entre a quantidade de água presente nos tecidos vivos e a taxa metabólica de suas células. O encéfalo humano possui o maior percentual de água em sua composição e, consequentemente, a maior taxa metabólica, que pode ser medida pelo consumo de oxigênio (O2) por suas células. 16 - [D] Os textos referem-se, respectivamente, às propriedades biológicas da água e dos sais minerais. 17 - V V V F F 18 - [C] A carne branca do frango contém ferro e pode perfeitamente suprir o organismo humano com esse nutriente mineral. DJOW ÁGUA E SAIS MINERAIS CAIU NO ENEM - 2016 [B] RESPOSTA COMENTADA http://bit.ly/2ECu4L1 RESPOSTA COMENTADA http://bit.ly/2FvGyVH RESPOSTA COMENTADA http://bit.ly/2EC9rhQ RESPOSTA COMENTADA http://bit.ly/2FwLdqA B IO Q U ÍM IC A 15www.biologiatotal.com.br 19 - [E] 20 -[B] 21- [C] [IV] Incorreta: O calor específico é a variação térmica de uma substância ao receber determinada quantidade de calor. 22 - [D] [III] Falso. As substâncias orgânicas apolares, tais como os lipídios e as vitaminas lipossolúveis, não se dissolvem na água. 23 - [D] A água participa como reagente das reações químicas de hidrólise, tais como a digestão do amido, proteínas, lipídios e ácidos nucleicos. Nas reações de síntese por desidratação a água é produto da reação. Essas reações podem ser exemplificadas pela síntese de proteínas, do glicogênio, entre outras. 24 - [C] [III] Incorreta: A ingestão de bebidas isotônicas tem como finalidade a reposição da água e dos eletrólitos perdidos pelo suor durante os exercícios físicos. 25 - [C] III. Falso: A água não dissolve gorduras. Os lipídios são substâncias apolares que se dissolvem em solventes apolares, tais como o álcool, éter, acetona, etc. 26 - [E] 27 - [D] Organismos com idade mais avançada, como o professor, apresenta menos água que os organismos mais novos, os estudantes. 28 - [A] A possível correlação entre as colunas está relacionada na alternativa [A]. 29 - [A] O hormônio aldosterona, secretado pelo córtex das glândulas suprarrenais, é responsável pela reabsorção de sódio e excreção do potássio nos túbulos renais. No hipoadrenalismo, a excreção de sais (cloreto de sódio) fica aumentada. 30 - [C] ANOTAÇÕES RESPOSTA COMENTADA http://bit.ly/2EDO002 RESPOSTA COMENTADA http://bit.ly/2EDQjjI RESPOSTA COMENTADA http://bit.ly/2ED3ukJ RESPOSTA COMENTADA http://bit.ly/2FvpOhy RESPOSTA COMENTADA http://bit.ly/2EAK9ke RESPOSTA COMENTADA http://bit.ly/2FyhmOj RESPOSTA COMENTADA http://bit.ly/2EBuHUQ RESPOSTA COMENTADA http://bit.ly/2EBv9Tj RESPOSTA COMENTADA http://bit.ly/2EBNtM2 RESPOSTA COMENTADA http://bit.ly/2FxeDFc RESPOSTA COMENTADA http://bit.ly/2FuvGaL RESPOSTA COMENTADA http://bit.ly/2ECAsBZ