Propriedades Biológicas da Água

Prévia do material em texto

Ambiente aquoso terrestre conduziu os
Seres vivos a utilizarem propriedades
da água
 
 1 - Interações fracas em sistemas aquosos
 Estrutura da água/pontes de hidrogênio
 Água forma pontes hidrogenio com solutos polares
 Água atura eletrostaticamente com solutos carregados
 Água x gases
 Compostos não polares produzem mudanças desfavoráveis
 na estrutura da água – Lipideos
 Interações fracas são importantes para função e estrutura
 das macromoléculas
 Solutos afetam as propriedades coligativas de soluções aquosas (osmose)
 2 - Dissociação da água, ácidos e bases fracas
 pH, curvas de titulação, tamponamento
 3 - Significados biológicos de propriedades da água
Água: H2O
 
 Diferentes estados da água
VAPOR
LÍQUIDO
GELO
 
 
ESTRUTURA MOLECULAR DA ÁGUA
 
ESQUEMA DA FORMAÇÃO
 DE UMA
 PONTE DE HIDROGÊNIO
PONTE DE HIDROGÊNIO
NÃO É UMA LIGAÇÃO
COVALENTE
 
ESTRUTURA ORGANIZADA
DAS MOLÉCULAS DE ÁGUA
NO ESTADO DE GELO (Cada
Molécula de água forma 4 pon-
tes de hidrogênio com outra
molécula de água)
Na água (líquida) ocorrem
3,4 ligações por molécula
 
PONTES DE HIDROGÊNIO ENTRE DIFERENTES ELEMENTOS
DEFINIÇÃO DE PONTE DE HIDROGÊNIO: interação que ocorre
com o Hidrogenio quando ligado a elementos químicos eletronegativos (*)
*
*
 
EXEMPLOS BIOLÓGICOS DE PONTES DE HIDROGÊNIO
 
 ORIENTAÇÃO DOS ELEMENTOS ELETRONEGATIVOS*
 FORMA PONTES FORTES OU PONTES FRACAS
*
*
 
EXEMPLOS DE 
MOLÉCULAS:
 POLARES
NÃO POLARES
 apolares
ANFIPATICAS
 
DISSOLUÇÃO DE SAIS CRISTALINOS PELA HIDRATAÇÃO
DOS IONS CONSTITUÍNTES
 
 
Compostos apolares produzem mudanças desfavoráveis na Organização da água
 
O aumento da concentração
 de moléculas apolares na
 água produz estruturas 
 organizadas com
 exclusão da água
 
A saída da água organizada
entre o substrato e a 
enzima
favorece a formação do 
Complexo enzima-substrato
 
Interações fracas
 são importantes
 Fatores para a
Função e Estrutura
de macromoléculas
1. Pontes Hidrogênio
2. Interações iônicas
3. Interações hidrofóbicas
4. Van de Waals
 
SOLUTOS ALTERAM
 AS
PROPRIEDADES COLIGATIVAS
 DE
 SOLUÇÕES AQUOSAS
 
OSMOSE E MEDIÇÃO DA PRESSÃO OSMÓTICA
 Pressão osmótica: é medida como a força que precisa ser colocada para (em b) para
 restabelecer o nível do líquido no becker.
 
 INFLUÊNCIA DA
OSMÓLARIDADE EXTRACELULAR
 NO MOVIMENTO DA ÁGUA 
 ATRAVÉS DAS MEMBRANAS
 
 EXEMPLOS DA OSMOLARIDADE EM FUNÇÕES BIOLÓGICAS
Dionea muscipula
 carnivora
 Mimosa pudica
 dormideira 
(sensitiva)
Toque a pelos sensitivos desencadeiam mudanças no 
turgor
pela saída de íons K+
 
 1 - Interações fracas em sistemas aquosos
 Estrutura da água/pontes de hidrogênio
 Água forma pontes hidrogenio com solutos polares
 Água atura eletrostaticamente com solutos carregados
 Água x gases
 Compostos não polares produzem mudanças desfavoráveis
 na estrutura da água – Lipideos
 Interações fracas são importantes para função e estrutura
 das macromoléculas
 Solutos afetam as propriedades coligativas de soluções aquosas (osmose)
 2 - Dissociação da água, ácidos e bases fracas
 pH, curvas de titulação, tamponamento
 3 - Significados biológicos de propriedades da água
Água: H2O
 
Dissociação (Ionização da água)
Salto de Próton
H2O H+ + OH-
H-O+-H + OH-
 H
 
Dissociação da água e 
 Escala de pH
 
 CURVAS DE TITULAÇÃO DE TRES ÁCIDOS FRACOS
 
 CURVA DE TITULAÇÃO DO ÁCIDO ACÉTICO
Equação de Henderson-Hasselbach
 
O par: ácido acético- acetato como exemplo de sistema tampão
Ácido
 Base
 
Curvas de 
 Titulação
 
 de 
 ácidos fracos
 
Radicais de aminoácidos (Histidina) na estrutura proteica 
Podem exercer controle de pH (tamponamento)
Exemplo: dissociação do H+ em pH próximo do
pH fisiológico (6.0)
 
 Sistema tampão bicarbonato
 
 Efeito do pH
 na atividade
de diferentes enzimas
 
PARTICIPAÇÃO
 DA
 ÁGUA (H2O)
EM REAÇÕES
 BIOLÓGICAS
 
 1 - Interações fracas em sistemas aquosos
 Estrutura da água/pontes de hidrogênio
 Água forma pontes hidrogenio com solutos polares
 Água atura eletrostaticamente com solutos carregados
 Água x gases
 Compostos não polares produzem mudanças desfavoráveis
 na estrutura da água – Lipideos
 Interações fracas são importantes para função e estrutura
 das macromoléculas
 Solutos afetam as propriedades coligativas de soluções aquosas (osmose)
 2 - Dissociação da água, ácidos e bases fracas
 pH, curvas de titulação, tamponamento
 3 - Significados biológicos de propriedades da água
Água: H2O
 
Significados Biológicos e propriedades da água usados pelos seres vivos
Considerar:
Ponto de fusão e ebulição elevados: são consequência da formação de pontes de 
Hidrogênio, necessitando portanto maior energia para rompê-las.
Calor específico da água (caloria): é a quantidade de calor necessária para aumentar a 
temperatura de 1 g de água de 15, para 16oC.
Calor de vaporização: Se I kg de água absorver 1Kcal de calor, sua temperatura aumenta
1oC. Porém, a vaporização de apenas 2g de água, diminuem a temperatura das 998g de 
Água restantes, em 1 oC. Esse efeito de resfriamento minimiza a perda de água por grandes
variações de temperatura (funciona como termostado): ex: SUOR
Calor de fusão: O calor despreendido pela água no congelamento minimiza mudanças de
temperatura no inverno. O calor absorvido quando o gelo derrete, diminui as mudanças
de temperatura na primavera.
Tensão superficial: capilaridade
Densidade: O congelamento da água ocorre com aumento de volume e diminuição da
densidade. Logo, quando ocorre formação de gelo, sempre será de cima para baixo.
 
 TENSÃO SUPERFICIAL
 
ESTRUTURA ORGANIZADA
DAS MOLÉCULAS DE ÁGUA
NO ESTADO DE GELO (Cada
Molécula de água forma 4 pon-
tes de hidrogênio com outra
molécula de água)
Na água (líquida) ocorrem
3,4 ligações por molécula
D = 
M
V