Biologia Molecular
ÁGUA
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INTRODUÇÃO
A vida depende de reações químicas que ocorrem dentro das
células reações bioquímicas do metabolismo.
Constituição da matéria viva:
água,
sais minerais,
vitaminas,
proteínas,
carboidratos,
lipídios,
ácidos nucléicos.
INTRODUÇÃO
Níveis de organização de uma célula:
Célula vegetal
ÁGUA
Importância biológica relacionada com as propriedades químicas e
físicas da molécula.
ÁGUA - MOLÉCULA
Estrutura
formada
molecular simples:
por dois átomos de hidrogênio e
um átomo de oxigênio H2O.
ÁGUA - MOLÉCULA
Cada átomo de hidrogênio ligase covalentemente ao átomo de
oxigênio compartilhamento de
pares de elétrons:
molécula adquire forma em V:
ângulo de 105°.
ÁGUA - MOLÉCULA
Molécula polar apresenta zonas positivas e
negativas devido a uma distribuição desigual da
densidade de elétrons:
átomo de oxigênio:
mais "eletronegativo" maior afinidade por elétrons:
elétrons ficam mais próximos do átomo de oxigênio:
molécula apresenta carga parcial positiva (δ+) junto aos
átomos de hidrogênio.
possui dois pares de elétrons não compartilhados na última
camada:
molécula apresenta carga parcial negativa (δ−) no ápice do V,
junto ao átomo de oxigênio.
A atração dos
elétrons partilhados
pelo oxigênio cria
cargas parciais
negativas e positivas
locais.
ÁGUA – PONTES DE
HIDROGÊNIO
Devido à disposição dos átomos
e à polaridade, cada molécula
de água tende a atrair outras
quatro atração eletrostática:
entre as cargas parciais positivas
dos átomos de hidrogênio de uma
molécula e a carga parcial negativa
do átomo de oxigênio de outra
molécula;
resulta na formação de ligações
denominadas pontes de hidrogênio:
estáveis em condições normais de
temperatura e pressão mantêm a
água fluida.
ÁGUA – PROPRIEDADES
1- Coesão decorrente da atração
das moléculas de água entre si pelas
pontes de hidrogênio:
alta tensão superficial:
resulta da formação de uma película de
moléculas de água fortemente aderidas
entre si na zona de contato com o ar.
para que algum objeto afunde na água,
primeiro ele precisa romper a superfície alta coesão (tensão) entre as moléculas
torna a superfície da água mais resistente.
a película de tensão superficial sustenta o
peso de insetos e permite que gotas de
água se mantenham sobre a superfície
das folhas.
ÁGUA – PROPRIEDADES
2- Adesão em função da
polaridade, as moléculas de
água tendem a se unir
também a outras moléculas
polares:
é por isso que a água molha.
A água não adere a moléculas
apolares, como óleos, gorduras
e ceras:
não molha superfícies enceradas,
oleosas ou engorduradas: forma
gotículas sobre elas.
ÁGUA – COESÃO X ADESÃO
Coesão: atração das moléculas de água entre si.
Adesão: atração entre moléculas de água e
moléculas de outras substâncias polares.
ÁGUA – PROPRIEDADES
3- Capilaridade subida
de um líquido em um tubo
fino,
de
extremidade
aberta:
é o resultado da adesão
entre a água e o vidro,
combinada com a coesão
das moléculas de água entre
si:
como essas forças são maiores
que a força da gravidade que
atua sobre a superfície da água
dentro dos capilares, o líquido
sobe.
ÁGUA – PROPRIEDADES
4- Alto poder de dissolução quando moléculas polares ou
substâncias iônicas são
misturadas à água, ela tende a
envolver estas moléculas,
separando-as e impedindo que
elas voltem a se unir solvente universal:
substâncias que se dissolvem na
água hidrofílicas.
substâncias que não se dissolvem
na água hidrofóbicas:
substâncias hidrofóbicas são
sempre apolares, por isso não se
dissolvem na água.
ÁGUA – PROPRIEDADES
5- Alto calor específico é
necessário muito calor para
elevar em 1°C a temperatura
de 1g de água:
conseqüência
das
pontes
de
hidrogênio mantêm moléculas
de água unidas e são responsáveis
por sua grande coesão:
para romper um número suficiente
de pontes de hidrogênio que
permita a movimentação maior e
mais livre das moléculas de água,
há
necessidade
de
grande
quantidade de calor.
ÁGUA – PROPRIEDADES
6- Alto calor de vaporização há
necessidade de uma grande quantidade de
calor para que cada molécula se desprenda
das demais e passe do estado líquido para o
de vapor.
conseqüência das pontes de hidrogênio mantêm
as moléculas de água unidas e são responsáveis
por sua grande coesão:
para evaporar, ela absorve calor das superfícies com
as quais está em contato, fazendo com que elas se
resfriem alto calor latente de vaporização.
Por causa do alto calor
latente de vaporização
da água, a evaporação
do suor resfria nossas
superfícies corporais.
ÁGUA – PROPRIEDADES
7- Solidificação abaixo de 0°C para que
a água passe do estado líquido para o
estado sólido há necessidade de grande
liberação de calor:
evita o congelamento das células e a formação
de cristais de gelo que poderiam romper as
estruturas celulares.
Pontes de
hidrogênio
no gelo.
ÁGUA – PROPRIEDADES E
IMPORTÂNCIA BIOLÓGICA
Estrutura
Polaridade
Propriedades
Importância
Adesão
Molha superfícies polares
Capilaridade
Transporte de seiva nos vegetais
Alto poder de
dissolução
Favorece a ocorrência das reações
químicas do metabolismo
Aumento da eficiência das reações
metabólicas
Transporte de substâncias
Alta coesão
Alta tensão superficial
Equilíbrio térmico da célula
Alto calor
específico
Pontes de
hidrogênio
Impede variações bruscas de
temperatura que afetariam o
metabolismo celular
Alto calor de
vaporização
Evaporação da água do suor retira
calor do corpo, impedindo o
superaquecimento
Solidificação a temperaturas
abaixo de 0°C
Evita que a célula congele e que
cristais de gelo perfurem as
estruturas celulares
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