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BIOBIO FÍSICAFÍSICA Aula 1: BioenergéticaAula 1: Bioenergética FÍSICAFÍSICA Profª Bianca Mendes Maciel Universidade Estadual de Santa Cruz (DCB) Como a vida gera ordem? VIDAVIDA ORGANIZAÇÃOORGANIZAÇÃO “O fluxo de energia pode deixar para “O fluxo de energia pode deixar para trás o aumento da ordem!”trás o aumento da ordem!” Estuda o comportamento e as transformações de energia ligadas aos fenômenos biológicos. É uma aplicação da TERMODINÂMICA -- BioenergéticaBioenergética-- SISTEMASISTEMA AMBIENTE SISTEMA + AMBIENTE = UNIVERSO SISTEMA (meio intracelular) + AMBIENTE (meio extracelular) = UNIVERSO (organismo) “O fluxo de energia pode deixar para “O fluxo de energia pode deixar para trás o aumento da ordem!”trás o aumento da ordem!” 1ª lei da Termodinâmica: “A energia do Universo (SISTEMA + AMBIENTE) é constante.” 1. Energia não pode ser criada ou destruída, mas somente convertida: • Tudo que exprime um Trabalho, somente pode ser realizado às custas de uma transformação energética; • Energia potencial (Ep) – energia armazenada, não está sendo usada • Energia cinética (Ec) – energia que está sendo transformada, está em uso “O fluxo de energia pode deixar para “O fluxo de energia pode deixar para trás o aumento da ordem!”trás o aumento da ordem!” 1ª lei da Termodinâmica: “A energia do Universo (SISTEMA + AMBIENTE) é constante.”“A energia do Universo (SISTEMA + AMBIENTE) é constante.” 2- Toda transformação de energia se acompanha de produção de Energia Térmica; 3- Qualquer forma de Energia ou Trabalho pode ser totalmente convertida em Calor . “O fluxo de energia pode deixar para “O fluxo de energia pode deixar para trás o aumento da ordem!”trás o aumento da ordem!” “O fluxo de energia pode deixar para “O fluxo de energia pode deixar para trás o aumento da ordem!”trás o aumento da ordem!” 2ª lei da Termodinâmica: Descreve a transferência da Energia que sempre se desloca de Descreve a transferência da Energia que sempre se desloca de níveis mais altos para níveis mais baixos. “A entropia (grau de desordem) do Universo tende ao máximo” O aumento contínuo na ordem dentro de uma célula viva deve ser acompanhado por um aumento ainda maior na desordem do meio ambiente da célula • “Os seres vivos vivem enquanto lutam para o abaixamento de sua entropia. Isso resulta em um aumento da entropia ambiental.” Heneine, 1991. Biofísica Básica • “A vida é uma tentativa permanente para um equilíbrio entre o meio interno e o meio externo e cuja realização é a morte.” Prof. Arnaldo Carneiro Leão Entalpia (Entalpia (ΔΔH), Entropia (H), Entropia (ΔΔS) e Energia Livre (S) e Energia Livre (ΔΔG)G) Euniverso = (Epotencial+ Ecinética) + (҉ Etérmica ) Ep = composição química Ec = movimento molecular Et = parte Et é dissipada no ambiente (calor) e não aproveitada! E sistema E ambiente Na célula (sistema aberto e dinâmico) a energia é fornecida através de processos moleculares, portanto, não é possível medir a energia em valores absolutos, apenas as variações de energia (ΔG) que ocorrem durante as reações químicas em condições de isobaria e isotermia. • Energia utilizável = Energia livre (ΔG) – ativada por atração e repulsão das cargas elétricas durante as interações químicas Entalpia (Entalpia (ΔΔH), Entropia (H), Entropia (ΔΔS) e Energia Livre (S) e Energia Livre (ΔΔG)G) ΔG= ΔH – TΔS ΔH - variação de calor de um sistema (Entalpia) T – Temperatura ΔS – Entropia (quantidade de energia incapaz de realizar trabalho) ΔΔG= G= ΔΔH H –– TTΔΔSS • Reação exergônica (catabolismo): – A-B = A + B + E – ΔG = �ΔH – �TΔS Entalpia (Entalpia (ΔΔH), Entropia (H), Entropia (ΔΔS) e Energia Livre (S) e Energia Livre (ΔΔG)G) – ΔG = �ΔH – �TΔS – ΔG < 0 • Reação endergônica (anabolismo) – A + B + E = A-B – ΔG = �ΔH – �TΔS – ΔG > 0 Fonte: Scientific American CONCLUSÕES
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