Compostos inorgânicos Água e Sais Minerais

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CONSTITUINTES BÁSICOS DA CÉLULA - BIOMOLÉCULAS
CITOLOGIA 
BIOMOLÉCULAS
	Todas as moléculas que fazem parte da constituição dos seres vivos são designadas biomoléculas, as quais por seu turno, se formam a partir da união de determinados elementos químicos – os bioelementos.
	Da totalidade de elementos químicos existentes somente cerca de 23 fazem parte da constituição das biomoléculas.
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BIOMOLÉCULAS
	Os bioelementos combinam-se entre si, através de ligações químicas, dando origem às biomoléculas, que podem ser orgânicas ou inorgânicas.
	Biomoléculas inorgânicas: fazem parte dos materiais inertes (rochas , minerais e água). Ex.: Água e sais minerais.
	Biomoléculas orgânicas: entram somente na constituição dos seres vivos . Ex: glícidos, lípideos, proteínas, enzimas, ácidos nucleicos e vitaminas.
Funções fundamentais das biomoléculas
	Função estrutural: constituem estruturas biológicas;
	Função reguladora: intervêm nas reações do metabolismo dos seres vivos;
	Função energética: libertam os armazenam energia.
CONSTITUINTES BIOQUÍMICOS DA CÉLULA
COMPOSIÇÃO QUÍMICA COMPLEXA E VARIADA
COMPOSIÇÃO QUÍMICA COMPLEXA E VARIADA
CARBOIDRATOS – 5%
LIPÍDIOS – 7%
AGUA E SAIS MINERAIS
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Vamos começar!
	Os seres vivos são compostos pelos mesmos elementos da matéria bruta os átomos;
	Atualmente já se conhecem 118 tipos de átomos ou elementos químicos.
	Os átomos raramente se encontram isolados; quase sempre estão unidos por meio de ligações químicas, produzindo moléculas.
TABELA PERIÓDICA
A importância da bioquímica no metabolismo
	No interior das células ocorrem, reações químicas fundamentais à vida, como a digestão, onde a célula ingere o alimento e o “quebra” liberando energia.
	Ou as vezes este alimento ingerido serve para produzir outras substâncias necessárias para o organismo.
COMPOSIÇÃO QUÍMICA DE MATÉRIA VIVA
	Principais átomos : C, H, O, N, P, S.
	Principais Moléculas;
70% a 80% Água
10% a 15% Proteínas
2% a 3% Lipídios
1% Glicídios
1% Ácidos nucléicos
1% Sais Minerais
Composição Química da célula
	Os compostos celulares são baseados em compostos de carbono
	C, H, O e N constituem quase 99% do peso celular
	Água = 70% do peso da célula, logo a maioria das reações químicas da célula ocorrem em ambiente aquoso.
1 - Introdução à Bioquímica
O que é Bioquímica?
É a química da vida.
É o estudo da vida ao nível químico.
É o estudo das reações químicas que ocorrem em organismos biológicos.
A bioquímica procura entender como a vida existe a partir de moléculas intrinsecamente inanimadas (sem vida).
A bioquímica procura explicar a vida em termos químicos
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Importância da Bioquímica e suas relações com outras disciplinas:
Importância para estudos ambientais:
 processo microbiológicos:
	tratamento de esgotos e resíduos
	bioremediação
	ciclos biogeoquímicos (C, N, S etc.)
 toxicologia e mutagênese
 destino de poluentes
 fotossíntese – tipos de vegetação e adaptação
Bioquímica
Genética
Biologia celular
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Reprodução
Crescimento
Metabolismo
Resposta a estímulos do ambiente/capacidade de mudança
Características que definem a vida: 
Conjunto de reações químicas que processam matéria e energia
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Todo organismo vivo é estruturalmente complexo e altamente organizado.
 
 
PRINCÍPIOS GERAIS E MOLECULARES DA VIDA
- Os organismos vivos são capazes de autoduplicar e automontagem
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Por trás da diversidade biológica existe certa unidade de organização
10 milhões de espécies diferentes – grande diversidade
Todos os seres vivos:
 nos níveis celular e molecular, há um plano de organização unificado
bioquimicamente têm as mesmas estruturas e funções básicas e um mesmo código genético.
Simplifica o entendimento da Bioquímica!
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Subunidades monoméricas
Letras do alfabeto
(26 tipos diferentes) 
Nucleotídeos 
(4 tipos diferentes)
Aminoácidos 
(20 tipos diferentes)
Sequências ordenadas lineares
DNA 
Palavras 
Proteina
Em todos os seres, as macromoléculas são construídas a partir dos mesmos tipos de unidades monoméricas:
existência de modelos subjacentes comuns. 
simplicidade básica na estrutura das macromoléculas, apesar dos bilhões de tipos de proteínas existentes em milhões de espécies de seres vivos. 
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- A célula é uma máquina onde ocorrem reações químicas com alto grau de controle e seletividade
Os organismos vivos são capazes de extrair e utilizar energia do seu ambiente
Os processo metabólicos são regulados e ajustados para operar com eficiência e economia
 
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COMPONENTES QUÍMICOS DA CÉLULA
I. INORGÂNICOS:
	* Água
	* Sais minerais
II. ORGÂNICOS
	* Carboidratos
	* Lipídios
	* Proteínas
 * Enzimas
	* Ácidos nucleicos
	* Vitaminas
ÁGUA
(“Hidróxido de hidrogênio" ou "monóxido de hidrogênio" ou ainda "protóxido de hidrogênio") é uma substância líquida que parece incolor a olho nu em pequenas quantidades, inodora e insípida, essencial a todas as formas de vida, composta por hidrogênio e oxigênio. 
MOLÉCULA DE ÁGUA
PROPRIEDADES DA ÁGUA
	SOLVENTE UNIVERSAL
 A água dissolve vários tipos de substâncias polares e iônicas (hidrofílicas), como vários sais e açúcar, e facilita sua interação química, que ajuda metabolismos complexos.
 Moléculas polares são hidrófilas e moléculas apolares são hidrófobas.
 Adquirimos a água através da ingestão e através do produto final do metabolismo.
PROPRIEDADES DA ÁGUA
	ALTO CALOR ESPECÍFICO
	Calor específico é definido como a quantidade de calor que um grama de uma substância precisa absorver para aumentar sua temperatura em 1°C sem que haja mudança de estado físico. Devido ao alto calor específico da água, seres vivos não sofrem variações bruscas de temperatura.
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PROPRIEDADES DA ÁGUA
	CALOR ESPECÍFICO
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O gráfico ilustra a variação da temperatura de uma substância em função do calor absorvido pela mesma. 
PROPRIEDADES DA ÁGUA
	CALOR LATENTE DE VAPORIZAÇÃO
	É a quantidade de calor necessária para que uma substâncias passe de estado líquido para o estado de vapor. Devido ao elevado calor de vaporização da água (a água apresenta um alto calor de vaporização = 539,6cal/g), uma superfície se resfria quando perde água na forma de vapor.
PROPRIEDADES DA ÁGUA
	CALOR LATENTE DE FUSÃO
	É quantidade de calor necessária para transformar um grama de uma substância em estado sólido para o estado líquido, na temperatura de fusão (elevado calor latente de fusão = 79,7cal/g).
PROPRIEDADES DA ÁGUA
	CAPILARIDADE
 Quando a extremidade de um tubo fino de paredes hidrófilas é mergulhada na água, as moléculas dessa substância literalmente “sobem pelas paredes” internas do tubo, graças a coesão e a adesão (fenômeno observado graças as pontes de hidrogênio, presentes na molécula da água) entre as moléculas de água. 
PROPRIEDADES DA ÁGUA
	CAPILARIDADE
 
PROPRIEDADES DA ÁGUA
	TENSÃO SUPERFICIAL
 É quando a superfície de um líquido se comporta como se houvesse um filme elástico distendido sobre ela (tensão superficial maior do que a da maioria dos outros líquidos.
FUNÇÕES DA ÁGUA
	TRANSPORTE DE SUBSTÂNCIAS
	FACILITA REAÇÕES QUÍMICAS
	TERMORREGULAÇÃO
	LUBRIFICANTE
	REAÇÕES DE HIDRÓLISE
	EQUILÍBRIO OSMÓTICO
	EQUILÍBRIO ÁCIDO BASE
TRANSPORTE DE SUBSTÂNCIAS
	A presença de água permite a difusão nos seres mais primitivos.
	Organismos mais evoluídos apresentam sistemas circulatórios (hemolinfa, sangue e seiva vegetal).
	A urina é uma maneira de eliminar toxinas.
	As células apresentam-se em estado coloidal (rico em água) o que facilita transporte de substâncias.
FACILITA REAÇÕES QUÍMICAS
	Reações químicas ocorrem mais facilmente com os reagentes em estado de solução.
	Em algumas reações químicas a união entre moléculas ocorre com formação de água como produto (síntese por desidratação).
	Reações de quebra de moléculas em que a água participa como reagente são denominadas reações de hidrólise.
TERMORREGULAÇÃO
	Seres vivos só podem existir em uma estreita faixa de temperatura.
	A água evita variaçõesbruscas de temperatura dos organismos.
	A transpiração diminui a temperatura corporal de mamíferos.
	desidratação da ordem de 10% em mamíferos pode ser fatal.
LUBRIFICANTE
	Nas articulações e entre os órgãos a água exerce um papel lubrificante para diminuir o atrito entre essas regiões.
	A lágrima diminui o atrito das pálpebras sobre o globo ocular.
	A saliva facilita a deglutição dos alimentos.
VARIAÇÕES NA TAXA DE ÁGUA
	ESPÉCIE
Água-viva - 98% 
Sementes - 10% 
Espécie humana - 70% 
VARIAÇÕES NA TAXA DE ÁGUA
	IDADE
Feto humano – 94% de água
Recém-nascido – 69% de água
Adulto – 60% de água
METABOLISMO
	A quantidade de água é diretamente proporcional à atividade metabólica da célula.
Neurônio – 80% de água
Célula óssea – 50% de água
 A água nas reações químicas dos seres vivos
 Água na formação do ácido carbônico
H2O + CO3 H2CO3
O H + vai formar um composto hemoglobinado (HHb), para evitar a acidificação do meio (acidose).
Formação da água no metabolismo geral
O2
O2 + 4H
CO2
expiração
Organismo
METABOLISMO
	É o conjunto de processos físicos e de reações que ocorrem em um sistema vivo e resulta na montagem ou quebra de moléculas complexas. É constituído por reações anabólicas e catabólicas.
 Anabolismo = Reações de síntese. Absorvem energia - Exemplo: fotossíntese
Catabolismo = Reações de degradação
Liberam energia - Exemplo: Respiração
Metabolismo é...
	O conjunto de transformações que as substâncias químicas sofrem no interior dos organismos vivos. O termo "metabolismo celular" é usado em referência ao conjunto de todas as reações químicas que ocorrem nas células. Estas reações são responsáveis pelos processos de síntese e degradação dos nutrientes na célula e constituem a base da vida, permitindo o crescimento e reprodução das células, mantendo as suas estruturas e adequando respostas aos seus ambientes.
SAIS MINERAIS
	São substâncias inorgânicas formadas por íons, resultantes de átomos que receberam ou doaram elétrons.
	Características: 
Manutenção da pressão osmótica
Manutenção do equilíbrio ácido-básico
Cofatores enzimáticos  Mg
Formação de ATP  Pi
Função reguladora e formação de ossos  Ca
Oligoelementos: Fe, I e outros
SAIS MINERAIS
Patologias:
Anemia
Hiper ou hipotireoidismo (ganho de peso)
Doença óssea ou Osteoporose
DISFUNÇOES DA TIREÓIDE
HIPO E HIPERTIREOIDISMO
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Doença óssea ou Osteoporose
SAIS MINERAIS
- Formas encontradas na matéria viva:
Forma iônica: dissociados na água formando soluções intra e extracelulares. 
Principais cátions: Na, K, Ca e Mg; 
Principais ânions: Cl, HCO3-, PO4-3, NO3-3. Exemplo: líquidos intracelulares.
d) Forma cristalina: constituindo estruturas esqueléticas (ossos, casca de ovos, conchas, carapaças, espículas, etc.), unhas e chifres;
e) Componentes de substâncias orgânicas: hemoglobina, clorofila, nucleotídeos, etc.
SAIS MINERAIS
 Algumas funções específicas:
a) Cálcio: catalisador de reações – contração muscular, regeneração de membranas celulares, coagulação sanguínea, componente importante de ossos e dentes.
b) Fósforo: formação de nucleotídeos, formação do ATP.
c) Enxofre: radical prostético de muitas proteínas celulares.
d) Potássio: principal cátion do interior da célula; contração muscular e atividade dos nervos.
e) Cloro: principal ânion do líquido extracelular, manutenção do pH no balanço de líquidos do corpo.
f) Sódio: principal cátion do líquido extracelular, condução do impulso nervoso.
g) Cobre: componente de enzimas, essencial para a síntese de hemoglobina.
SAIS MINERAIS
 Algumas funções específicas:
h) Iodo: hormônios da tireóide
i) Cobalto: vitamina B12, produção de hemácias.
j) Manganês: ativador enzimático.
k) Magnésio: ativador enzimático, funcionamento de nervos e músculos, presente na clorofila.
l) Ferro: hemoglobina, mioglobina, enzimas respiratórias, respiração celular.
m) Flúor: ossos e dentes, protege contra cáries.
n) Zinco: formação de enzimas.