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* Biologia Celular - Prof. Msc Higor César M. Calasans * BIOFÍSICA Prof. Msc. Fernanda Menezes * Biologia Celular - Prof. Msc Higor César M. Calasans * Biofísica- Prof. Msc Higor César M. Calasans BIOFÍSICA DA ÁGUA Água → Substância mais abundante nos seres vivos Biofísica- Prof. Msc Higor César M. Calasans * Biologia Celular - Prof. Msc Higor César M. Calasans * BIOFÍSICA DA ÁGUA Água → Substância mais abundante nos seres vivos * Biologia Celular - Prof. Msc Higor César M. Calasans * BIOFÍSICA DA ÁGUA Água → Substância mais abundante nos seres vivos * Biologia Celular - Prof. Msc Higor César M. Calasans * BIOFÍSICA DA ÁGUA Toda a evolução biológica foi baseada nas características químicas e físicas da molécula de água; Meio onde todas as reações biológicas e bioquímicas ocorrem; Estrutura com propriedades únicas. A água pode ser encontrada como água livre (na natureza) ou água coloidal ou presa (contida nos alimentos) A água livre pode ser encontrada em três fases: sólida(gelo), líquida e gasosa(vapor) * Biologia Celular - Prof. Msc Higor César M. Calasans * BIOFÍSICA DA ÁGUA Importância em seres vivos: transporte de nutrientes e reações metabólicas; Vias de Eliminação: Pele, pulmões, rins e intestino; Permeia todas as porções de todas as células; Todos os aspectos de estrutura celular e suas funções são adaptadas às propriedades físico-químicas da água; * Biologia Celular - Prof. Msc Higor César M. Calasans * BIOFÍSICA DA ÁGUA A Estrutura da Molécula da Água * Biologia Celular - Prof. Msc Higor César M. Calasans * BIOFÍSICA DA ÁGUA A Estrutura da Molécula da Água Formação de um dipolo elétrico Dipolo elétrico: Sistema constituído de duas cargas elétricas de sinais contrários, separadas uma da outra por uma ligação química * Biologia Celular - Prof. Msc Higor César M. Calasans * BIOFÍSICA DA ÁGUA A Estrutura da Molécula da Água A molécula de água é polar, ou seja, tem uma distribuição desigual de cargas devido o arranjo de elétrons. O oxigênio apresenta uma carga parcial negativa, e cada átomo de hidrogênio tem uma carga parcial positiva. * Biologia Celular - Prof. Msc Higor César M. Calasans * BIOFÍSICA DA ÁGUA As moléculas de água vizinhas tendem a se orientar de modo que cada hidrogênio parcialmente positivo se alinhe com um oxigênio parcialmente negativo. Atração eletrostática resultante entre o átomo de oxigênio de uma molécula de água e o átomo de hidrogênio de outra molécula; * Biologia Celular - Prof. Msc Higor César M. Calasans * BIOFÍSICA DA ÁGUA As pontes de hidrogênio entre as diferentes moléculas de água no estado líquido não são fixas e estão sendo constantemente formadas e destruídas; Na água no estado sólido, a molécula de água está fixa no espaço e forma pontes de H com 4 outras moléculas, dando origem a uma estrutura entrelaçada; No estado gasoso a (quase) totalidade das pontes de hidrogênio são quebradas . * Biologia Celular - Prof. Msc Higor César M. Calasans * BIOFÍSICA DA ÁGUA Propriedades da água: Densidade: A H2O em estado sólido possui uma menor densidade do que em estado líquido; Camada de gelo superficial no inverno em lagos e oceanos. * Biologia Celular - Prof. Msc Higor César M. Calasans * BIOFÍSICA DA ÁGUA Propriedades da água: Calor Específico: Quantidade de energia térmica que deve ser fornecida a uma substância para elevar sua temperatura; Para resfriar a água é necessário retirar mais calor; Moderador térmico nos seres vivos. * Biologia Celular - Prof. Msc Higor César M. Calasans * BIOFÍSICA DA ÁGUA Propriedades da água: Tensão superficial: As atrações intermoleculares mantêm as moléculas coesas. As moléculas da camada externa constituem uma membrana que impede a penetração na massa líquida * Biologia Celular - Prof. Msc Higor César M. Calasans * BIOFÍSICA DA ÁGUA Propriedades da água: Tensão superficial: * Biologia Celular - Prof. Msc Higor César M. Calasans * BIOFÍSICA DA ÁGUA Propriedades da água: Calor de Vaporização: Precisa de uma grande quantidade de energia para passar de líquido a vapor; Controle da temperatura corporal. Viscosidade: A água apresenta uma viscosidade muito baixa, apesar do grande número de pontes de H formadas → Caráter temporário das pontes de hidrogênio. * Biologia Celular - Prof. Msc Higor César M. Calasans * BIOFÍSICA DA ÁGUA Propriedades da água: A água como solvente Solubilidade: capacidade de um solvente interagir com um soluto mais fortemente do que as partículas de soluto têm de interagir entre si. Sua solubilidade é resultante da propensão das moléculas de água à formação de pontes de hidrogênio com grupos funcionais polares, como os grupos dos açúcares e álcoois e o oxigênio da dos aldeídos e cetonas. * Biologia Celular - Prof. Msc Higor César M. Calasans * BIOFÍSICA DA ÁGUA Água solvente polar universal → Substâncias polares – hidrofílicos – solúveis * Biologia Celular - Prof. Msc Higor César M. Calasans * BIOFÍSICA DA ÁGUA Materiais apolares – hidrofóbicos – insolúveis * Biologia Celular - Prof. Msc Higor César M. Calasans * BIOFÍSICA DA ÁGUA Substâncias anfipáticas são macromoléculas que apresentam a característica de possuírem uma região hidrofílica (solúvel em meio aquoso), e uma região hidrofóbica (insolúvel em água, porém solúvel em lipídios). (fosfolipídeos, proteínas, ácidos nucléicos) – A água forma micelas, interatuando com a porção hidrofílica e repelindo a porção hidrofóbica. Ação detergente. * Biologia Celular - Prof. Msc Higor César M. Calasans * BIOFÍSICA DA ÁGUA As moléculas de água em contato com a cauda apolar de (hidrocarboneto) ficam com sua capacidade de formar pontes de H sub-otimizada. Isso leva a um aumento da quantidade de pontes de H água—água na região circundante a cauda apolar. * Biologia Celular - Prof. Msc Higor César M. Calasans * Lipídeos dispersos em água Agregados de moléculas lipídicas (monocamada) Micela Regiões apolares se agregam enquanto regiões polares interagem com a água do meio Agrupando-se em monocamadas e/ou em micelas as moléculas anfipáticas minimizam a exposição de sua cauda apolar à água. Na estrutura da micela apenas as cabeças polares ficam expostas á água, todas as caudas apolares se escondem no cerne de sua estrutura (interações hidrofóbicas) * Biologia Celular - Prof. Msc Higor César M. Calasans * BIOFÍSICA DA ÁGUA * Biologia Celular - Prof. Msc Higor César M. Calasans * BIOFÍSICA DA ÁGUA Osmose e Pressão osmótica Osmose é o movimento de água através de uma membrana semipermeável causado por diferença na pressão osmótica entre os lados da membrana * Biologia Celular - Prof. Msc Higor César M. Calasans * BIOFÍSICA DA ÁGUA Osmose e Pressão osmótica Solutos extracelulares Solutos intracelulares Meio hipertônico – a água sai, a célula crena Meio isotônico - a quantidade de água que entra é igual a que sai Meio hipotônico – a água entra, a célula incha até arrebentar
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