A base química da vida

Profª Ana Lucia Farias

Introdução

• A química da vida é baseada essencialmente em compostos de carbono, cujo estudo é conhecido como Química Orgânica.

• A química da vida depende de reações químicas que ocorrem dentro das células, em soluções aquosas e num intervalo relativamente estreito de temperatura.

Água

• Cerca de três quartos da superfície terrestre são cobertos por água.

• Ela também representa cerca de 75% das substâncias que compõem o corpo dos seres vivos.

• A perda de 20% de água corpórea (desidratação) pode levar à morte, e uma perda de apenas 10% já causa problemas graves.

A molécula de água• É composta de dois átomos de hidrogênio e um de

oxigênio, que formam um ângulo de 104,5º, e sua fórmula química é H2O.

• Embora a ligação química entre um átomo de hidrogênio e um de oxigênio seja formado por elétrons de ambos, o átomo de oxigênio atrai mais fortemente esses elétrons, que, assim, ficam mais próximos dele. Com isso, a molécula de água apresenta uma região positiva (hidrogênios) e uma negativa (oxigênio), formando uma molécula polar ou dipolo. Por causa dessa estrutura, a água possui uma série de propriedades importantes para os seres vivos.

Ligações (pontes) de Hidrogênio

• O átomo de oxigênio de uma molécula de água tem carga elétrica negativa. Por isso, atrai um átomo de hidrogênio (com carga positiva) de outra molécula. Essa atração elétrica fraca é chamada ponte de hidrogênio.

Propriedades da águaPoder de dissolução

A água é considerada o dissolvente (ou solvente) universal, pelo seu grande poder de dissolução.

A capacidade de dissolver substâncias depende da atração da parte negativa da água pela parte positiva da substância a ser dissolvida e da atração da parte positiva da água pela negativa dessa substância.

O cloreto de sódio (NaCl) é um cristal formado por íons Cloro (negativos) e íons Sódio (positivos). Quando esse cristal é colocado na água, a parte negativa do dipolo atrai os íons Sódio e a parte positiva atrai os íons Cloro. Com isso, esses íons ficam separados uns dos outros e distribuídos de modo homogêneo pela água, ou seja, dissolvidos. O sal dessa mistura é chamado soluto e a água solvente

Propriedades da águaPoder de dissolução

• As substâncias que se dissolvem na água são chamadas HIDROFÍLICAS (philos = amigo), e as que não se dissolvem são chamadas HIDROFÓBICAS (phóbos = medo, aversão).

• As substâncias hidrofóbicas são apolares (suas moléculas não possuem uma região positiva e outra negativa), e, por isso, não se dissolvem na água, como, por exemplo, o óleo.

Vida quase sem águaAlguns seres vivos podem

sobreviver quase totalmente sem água por períodos mais ou menos prolongados. É o caso dos esporos de bactérias, cistos de protozoários e sementes de vegetais superiores.

Esse fenômeno é chamado anidrobiose (vida sem água) e corresponde a uma forma de vida latente, na qual as reações do metabolismo estão reduzidas ao mínimo necessário à manutenção da vida, e as propriedades de nutrição, crescimento e reprodução estão suspensas.

Rotylenchulus reniformis em anidrobiose (dormência)

Propriedades da águaCoesão e adesão

• Cada uma das pontes de hidrogênio pode se desfazer, mas, enquanto uma se desfaz, outra se forma, de modo que as moléculas de água ficam fortemente unidas. Esta forte atração entre as moléculas de água é denominada coesão.

• A coesão entre as moléculas da água no estado líquido é responsável por sua alta tensão superficial, que permite, por exemplo, que alguns animais sejam capazes de pousar na superfície da água.

Propriedades da águaCoesão e adesão

• Na adesão, as moléculas de água tendem a se unir a outras moléculas polares, como, por exemplo, quando mergulhamos uma roupa na água.

A roupa fica toda molhada porque as moléculas de água ficam aderidas às moléculas do tecido, que são principalmente polares.

Propriedades da águaCapilaridade

• Ocorre devido à adesão e coesão (Capillu = cabelo).

• A capilaridade ocorre com líquidos, que aderem à superfície interna dos capilares e tendem a subir. Assim, as primeiras moléculas puxam as demais, que estão firmemente unidas por coesão.

• Graças à capilaridade as plantas conseguem transportar até as folhas a água que retiram do solo.

Propriedades da águaCalor específico

• É a quantidade de calor necessária para elevar em 1ºC a temperatura de 1g de uma substância.

• Quanto maior for a quantidade de calor necessária, maior será o calor específico dessa substância.

• Graças a seu alto calor específico, a água apresenta temperatura constante por mais tempo, funcionando como reguladora de temperatura.

O suor e o clima

Em clima úmido, o suor evapora lentamente, por causa da grande quantidade de vapor de água na atmosfera, acumulando-se na pele.

Em clima seco, a evaporação é mais rápida e a refrigeração do corpo é mais eficiente. Por isso, suportamos melhor o calor em ambiente seco.

O ar refrigerado, por exemplo, retira o vapor d’água do ar, além de abaixar um pouco a temperatura. O conforto de uma sala refrigerada se deve, principalmente, à secura do ar, que facilita a evaporação.

Propriedades da águaCalor de vaporização

• É a quantidade de calor necessária para que uma substância passe do estado líquido para o estado de vapor (gasoso).

• Devido ao elevado calor de vaporização da água, uma substância se resfria quando perde água na forma de vapor, já que, na evaporação, a água consome grande quantidade de calor das superfícies com as quais está em contato, fazendo com que elas se resfriem.

Propriedades da águaSolidificação

• É a passagem de uma substância do estado líquido para o estado sólido.

• Para que ela ocorra, é necessário haver liberação de calor das substâncias.

• Essa característica é muito importante para a vida na Terra porque, se a água congelasse em temperaturas mais elevadas, os seres vivos morreriam, pois a água em suas células congelaria facilmente, formando cristais de gelo e perfurando as estruturas celulares.

Sais Minerais

• Aparecem de 3 maneiras diferentes nos organismos: dissolvido na forma de íons na água do corpo; formando cristais, como o carbonato de cálcio encontrado no esqueleto; combinados com moléculas orgânicas, como o ferro na molécula de hemoglobina (que ajuda a levar o oxigênio para as células).

• Nos seres vivos, os sais possuem várias funções, como, por exemplo: formam o esqueleto de muitos animais, atuam no transporte de oxigênio, na fotossíntese, no equilíbrio de água no corpo, na transmissão do impulso nervoso.

Sais Minerais

Os sais minerais são classificados de acordo com as quantidades presentes no corpo e necessárias a uma dieta equilibrada:

• Macrominerais: são necessários em grande quantidade ao organismo (100 mg/dia ou mais). São o cálcio, fósforo, potássio,sódio, magnésio, cloro e enxofre.

• Microminerais ou oligoelementos: são elementos químicos essenciais para os seres vivos, geralmente encontrados em baixa concentração nos organismos, mas que são essenciais aos processos biológicos por serem fundamentais para a formação de enzimas vitais para determinados processos bioquímicos, como, por exemplo, a fotossíntese ou a digestão. São o ferro, zinco, cobre, iodo, flúor, cromo e manganês.

Anemia

O ferro forma a hemoglobina, proteína que transporta o oxigênio no sangue. Por isso, a deficiência de ferro pode causar fraqueza, mal estar, cansaço, dificuldade de respirar, entre outros problemas. Esses são os sintomas da anemia, doença comum em crianças subnutridas e em pessoas com vermes ou que estejam perdendo sangue pelas fezes.

A anemia provocada por falta de ferro, chamada de anemia ferropriva, exige tratamento médico e é um problema de saúde no Brasil.

Por lei, desde 2004 as farinhas de trigo e de milho têm de conter ferro e uma vitamina chamada ácido fólico, já que a anemia também pode ser provocada pela falta dessa vitamina.

Vitaminas

• São alimentos reguladores, ou seja, controlam várias atividades da célula e funções do corpo.

• São necessárias em quantidade muito pequena em relação aos demais nutrientes.

• Como não são fabricadas pelo organismo, temos de ingeri-las através dos alimentos.

• Como não existe um alimento com todas as vitaminas na quantidade adequada, é preciso ter uma alimentação variada.

Vitaminas

• Podem ser solúveis em água (hidrossolúveis) ou em lipídios (lipossolúveis).

• Vitaminas lipossolúveis: A, D, E e K.

• Vitaminas hidrossolúveis: C e complexo B

• A faltas de vitaminas causa a avitaminose, enquanto que a ingestão em excesso ocasiona a hipervitaminose.