03_-_Biofísica_da_água_(Fernanda)

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Biologia Celular - Prof. Msc Higor César M. Calasans
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BIOFÍSICA
Prof. Msc. Fernanda Menezes
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Biologia Celular - Prof. Msc Higor César M. Calasans
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Biofísica- Prof. Msc Higor César M. Calasans
BIOFÍSICA DA ÁGUA
Água → Substância mais abundante nos seres vivos
Biofísica- Prof. Msc Higor César M. Calasans
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Biologia Celular - Prof. Msc Higor César M. Calasans
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BIOFÍSICA DA ÁGUA
Água → Substância mais abundante nos seres vivos
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BIOFÍSICA DA ÁGUA
Água → Substância mais abundante nos seres vivos
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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)
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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;
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BIOFÍSICA DA ÁGUA
A Estrutura da Molécula da Água
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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
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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.
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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;
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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 .
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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.
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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.
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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
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BIOFÍSICA DA ÁGUA
Propriedades da água:
Tensão superficial:
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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.
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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.
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BIOFÍSICA DA ÁGUA
Água solvente polar universal
→ Substâncias polares – hidrofílicos – solúveis 
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BIOFÍSICA DA ÁGUA
Materiais apolares – hidrofóbicos – insolúveis
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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.
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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.
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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) 
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BIOFÍSICA DA ÁGUA
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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
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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