Ensino Médio Biologia Professor João COMPOSTOS ORGÂNICOS E INORGÂNICOS
Os compostos da vida Os seres vivos são formados por diversos compostos químicos; Os átomos destes compostos combinam-se para formar moléculas que farão parte da estrutura dos organismos, além de participarem de reações químicas que garantem a manutenção da vida; Inorgânicos: água e sais minerais; Orgânicos: carboidratos, lipídeos, proteínas, ácidos nucleicos e vitaminas. Possuem C e H.
Composto mais abundante (70-85% do total); A molécula de água é composta por dois átomos de hidrogênio e um átomo de oxigênio; Sua quantidade varia de acordo com a idade, a espécie e o metabolismo dos organismos; Propriedades químicas: Molécula polar; Geometria angular; Ligações de hidrogênio; Água
Propriedades físicas: Calor específico elevado (sudorese): controle de temperatura; Participa de inúmeras reações químicas; Hidrólise: utilizam água como reagente; Síntese por desidratação: produzem água. Importante para a dissolução e transporte de compostos pelo organismo (solvente universal); Forte interação e atração entre moléculas d água (adesão + coesão). Tensão superficial; Capilaridade: sobe por capilares (tubos) de pequenos calibres.
Sais minerais Necessários para o bom funcionamento das células; Fazem parte dos ossos e dentes, participam da contração muscular e impulsos nervosos; Em geral, são solúveis em água (íons); Atuam como ativadores enzimáticos (cofatores); Controlam o ph: CO 3-2 e PO 4-3 ; Mantém o equilíbrio hídrico (osmótico): Na +, K +, Cl -.
Carboidratos Também chamados de hidratos de carbono, açúcares ou glicídios; Desempenham inúmeras funções nos seres vivos: Metabolismo Reserva (primeira fonte de energia) Estrutural Informacional Regulação Podem ser classificados como monossacarídeos, dissacarídeos ou polissacarídeos. Monossacarídeos Possuem de 3 a 7 átomos de carbono; Fórmula geral C n H 2n O n ; Ribose (C 5 H 10 O 5 ): pentose presente no DNA e no ATP; Glicose (C 6 H 12 O 6 ): hexose fonte de energia para as células.
Dissacarídeos Formados a partir da união de dois monossacarídeos; Maltose: glicose + glicose, encontrada emvegetais; Sacarose: glicose + frutose, encontrado no açúcar de cozinha; Lactose: glicose + galactose, leite materno. Polissacarídeos Polímeros compostos por três ou mais monossacarídeos; Não possuem sabor doce; Amido: Reserva energética das plantas e das algas; Formado a partir da ligação entre centenas de glicoses; Fonte mais importante de carboidrato para o ser humano; Presente no milho, soja, arroz, feijão, etc.
Polissacarídeos (continuação) Glicogênio: Reserva energética dos animais e dos fungos; Presente no fígado e nos músculos; Formado a partir da ligação entre centenas de glicoses. Quitina: Polissacarídeo estrutural; Forma o exoesqueleto dos artrópodes e parede celular de fungos. Celulose: Polissacarídeo estrutural; Forma parede celular de células vegetais; Presente nas fibras vegetais (evita a constipação).
Lipídios Moléculas apolares que apresentam baixa solubilidade em água (hidrofóbico) e alta solubilidade emsubstâncias orgânicas (ex.: álcool, éter, clorofórmio); Sãoas gorduras, óleos e ceras; Sãoformados pela união entre álcoois e ácidos graxos (COOH de cadeia prolongada); A cadeia carbônica pode ser saturada (-C-C-C-) ou insaturada (-C=C-C-); São os ácidos graxos que conferem a característica apolar dos lipídeos. Glicerídeos (óleos e gorduras) Reserva energética (segunda fonte de energia, embora mais energética), proteção, revestimento e impermeabilização; Produtos da união entre o glicerol (um álcool) com moléculas de ácidos graxos; Monoglicerídeo: glicerol + 1 ácido graxo; Diglicerídeo: glicerol + 2 ácidos graxos; Triglicerídeo: glicerol + 3 ácidos graxos.
Fosfolipídios Principais componentes da membrana celular (função estrutural); Possuem uma região polar (hidrofóbica) e outra apolar (hidrofílica). Carotenoides Pigmentos presente nas células de todas as plantas; Participam da captação de energia luminosa no processo de fotossíntese; O β caroteno é precursor da vitamina A (retinol). Esteroides Promove a flexibilidade da membrana celular animal; Precursor da vitamina D (calciferol, evita o raquitismo); Precursor dos hormônios sexuais e suprarrenais; Produzido no fígado e absorvido pelo intestino através da alimentação;
Esteroides: Colesterol É transportado pela sangue na forma de LDL (lipoproteína de baixa densidade); Em excesso, o LDL oxida e passa a ser depositado na parede dos vasos sanguíneos, ocasionando a aterosclerose (enrijecimento da parede dos vasos sanguíneos. O HDL (lipoproteína de alta densidade), é um transportador de fosfolipídios, mas capta o excesso de colesterol do sangue e os transporta até o fígado, eliminando-o juntamente com a bile.
Proteínas Macromoléculas (polímeros) orgânicas de alto peso molecular constituídas por unidades ou monômeros de aminoácidos. Os aminoácidos estão ligados entre si por ligações peptídicas.
Proteínas Aminoácidos Ligações peptídicas
Aminoácidos Existem 20 aminoácidos que constituem as proteínas dos seres vivos. Os aminoácidos podem ser classificados em dois grupos: Aminoácidos Essenciais (8): Não são produzidos pelo ser humano, e devem por isso, serem ingeridos na alimentação (vegetais). Aminoácidos Naturais (12): São produzidos pelo organismo humano Obs.: O tradicional arroz com feijão (mistura de um cereal com leguminosa) contém os 8 aminoácidos essenciais.
Estrutura das proteínas Primária: Linear, aminoácidos mantidos pelas ligações peptídicas Secundária: Estrutura helicoidal Terciária: Enovelamento da estrutura helicoidal Quaternária: Agregação de duas ou mais cadeias polipeptídicas enoveladas
Desnaturação proteica Se dá pela modificação da forma estrutural da proteína; A proteína modificada não exerce sua função; Fatores: Temperaturas elevadas, mudanças de ph, detergentes químicos, solventes orgânicos. Funções das proteínas Estrutural: colágeno (pele), elastina (pulmões), queratina (pelos); Hormonal: vários hormônios são proteínas, como a insulina e o glucagon (controle da glicemia); Respiratória: hemoglobina e mioglobina são pigmentos presentes nas hemácias que transportam oxigênio para que as células possam realizar a respiração celular.
Funções das proteínas (continuação) Contração: Actina e miosina são proteínas presentes nas células musculares, onde são responsáveis pelo mecanismo de contração muscular; Carreamento: Existem várias proteínas na membrana plasmática das células, responsáveis pelo transporte de substâncias para o interior e exterior da célula ; Imunológica: As moléculas de defesa do sistema imune são proteínas denominadas anticorpos ou imunoglobulinas; Catalítica: As enzimas, moléculas que aceleram reações químicas no interior das células, são todas proteínas.
Enzimas Enzimas são proteínas que atuam como catalisadores biológicos; Aceleram a velocidade das reações químicas; Não alteram os produtos finais das reações; Classificação das enzimas Simples (formada apenas por aminoácidos) Conjugadas (formada por uma parte proteica e outra não proteica) Parte proteica: apoenzima Parte não proteica: coenzima Apoenzima (inativa) + coenzima (inativa): holoenzima (ativa) Obs.: As coenzimas auxiliam as enzimas no seu funcionamento. A maioria das coenzimas são vitaminas e sais minerais.
Mecanismo de ação enzimática Diminuem a energia de ativação necessária para iniciar uma reação química; Conjugadas (formada por uma parte proteica e outra não proteica).
Mecanismo de ação enzimática As enzimas são altamente específicas e, geralmente, possuem um único tipo de substrato; A grande especificidade é explicada pelo fato das enzimas se encaixarem perfeitamente aos substratos, como uma chave em sua fechadura.
Fatores que interferem nas reações enzimáticas Temperatura: A velocidade das reações químicas tende a aumentar com o aumento da temperatura até atingir uma velocidade máxima (X) em uma temperatura ótima (Y).
Fatores que interferem nas reações enzimáticas ph (potencial hidrogeniônico): As enzimas exigem um ph ótimo (Y) no qual a velocidade da reação seja máxima (X). Acima ou abaixo deste ponto elas diminuem sua atividade até que a reação química não mais ocorra.
Fatores que interferem nas reações enzimáticas Concentração do substrato: Quanto mais substratos (reagentes) presentes no meio mais produtos estarão sendo formados. Quando todas as enzimas estiverem ligadas aos substratos obtém-se a velocidade máxima da reação (x)na concentração (Y) de substrato.
Vitaminas As vitaminas são substâncias químicas que atuam como reguladoras do metabolismo; A maioria das vitaminas atuam como cofatores enzimáticos, dessa maneira, uma dieta pobre em vitaminas compromete o funcionamento de determinadas enzimas, e por sua vez, gera umquadro de anormalidades denominado avitaminose; As vitaminas não são produzidas pelo organismo humano, sendo necessário obtê-las através da dieta. Classificação das vitaminas Vitaminas Hidrossolúveis: Se dissolvem na água e, quando ingeridas em excesso, são facilmente excretadas na urina (Vitamina C e Vitaminas do complexo B); Vitaminas Lipossolúveis: Se dissolvem em gordura e, por isso, tendem a ser absorvidas e transportadas com as gorduras da dieta (vitaminas: A, D, E e K)
Obs.: As vitaminas: B1, B2, B3, B6, B11, e K são produzidas pela microbiota presente no intestino humano.
Exercícios Copiar e responder! 1) Quais elementos são sempre encontrados em moléculas orgânicas? Slide 2. 2) Cite três características físico-químicas da água. Slides 3 e 4. 3) Cite três sais minerais e sua importância para o organismo. Slides 6 e 7. 4) Qual a primeira fonte de energia do nosso corpo? Ela é também a mais energética? Explique. Slides 8 e 11. 5) O que é a aterosclerose e qual a sua relação com a ingestão de lipídeos? Slide 13. 6) Por que proteínas são importantes para o organismo? Cite dois motivos. Slides 18 e 19. 7) O que significa dizer que enzimas são biocatalizadores? Slide 20. 8) Cite três vitaminas e os problemas causados por sua carência. Slides 27 e 28.