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Bioenergética
Viviane Nouailhetas
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MATÉRIA ENERGIA
INFORMAÇÃOCALOR
TRABALHO
ÁTOMOSMOLÉCULAS
SUPRAMOLÉCULAS
ÓRGÃOS SISTEMASVIDA
ORGANELAS
CÉLULAS
TECIOS
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Átomo de carbono Átomo de c!c"o
Modelos do átomo
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Ligações químicas
L"#a$%e& 'orte&
! !"#a$(o co)a!ente
! *o!ar ! n(o *o!ar
L"#a$%e& 'raca&
+onte& de ,"dro#-n"o
Intera$(o ,"dro'.b"ca
Intera$(o de )an der /aa!&
Intera$(o e!etro&tt"ca"0n"ca
d"*o!o1d"*o!o2on1d"*o!o
E&tab"!"3a$(o da e&tr4t4ra E&tr4t4ra da cade"a *r"nc"*a!
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In&4!"na
Estrutura de moléculas biológicas
#4a
CO5
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+o!ar"dade da mo!6c4!a de #4a +onte& de ,"dro#-n"o
Água como solvente
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Processo de ionização da água
H5O H7 7 OH1
8e9 :;H7< ;OH1<
;H5O<8e9 :
;H7< ;OH1<
==>= M
?8e9>@?==>= M@ : ;H 7< ;OH1
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E&ca!a de *H
*H : 1 !o#;H7<
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Ác"do su>st?n@ia #ue a'i@iona'a ()ua $u%a li>e%a Bons 78 $a%a a soluDo
Ba&e su>st?n@ia #ue a'i@iona'a ()ua $u%a %eti%a Bons 78 'a soluDo
a! u& 'os $%o'utos 'a %eaDo 'e neut%aliaDo 'e u& (@i'o $o% u&a >ase
Rea$(o de ne4tra!"3a$(o
Ác"do 7 Ba&e a! 7 Á#4a
For$a de 4m c"do #uanto &aio% a @onstante 'e 'isso@iaDo 'e u&(@i'o 2"a31 &aio% a sua Fo%a*
7A 78 8 A! "a 56789 6A!9
67A9$"a 5 ! lo) "a
HC! 7 NaOH NaC! 7 H5O
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F4n$%e& Or#n"ca&
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Mont Blanc: França
Princípios básicos da Bioenergética
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Filamento grosso
ADP
Pi
ATP + H20 ADP + Pi + H+
Unidades motoras de contração rápida e lenta - variação da
velocidade de hidrlise do ATP
Filamento Fino
ATP-ase
Tra!alho
"alor
# $ -%&' (cal)mol
*iosina ATP-ase
8 ener#"a
G
G
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Pergunta fundamental da bioenergética
Prodção de
ATP
"onsmo de
ATP
"omo garantir a condição a!ai,o?
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lu!o energético no organismo
Prodção
de ATP
!stratosenerg.ticos
vias metabólicas
calo
r
Tra!alh
o
cellar
car!oidratos
lip/dios
proteínas
"onsmo de
ATP
Frutas
CarneLacticínios
Legumes
er!uras
Ami!os
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"onceitos da bioenergética
sistema
arredor
ronteira
ronteira
arredor
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Bioenergética
istema noestado inicial
istema no estado inal
processo
1 $ 1inal - 1inicial
1 propriedade 3e descreve o estado do sistema no
estado inicial 4antes do processo5 e inal 4depois
do processo5
*6sclo
rela,ado
*6sclo
contra/do
contraç"o
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E&tado de e94"!2br"o
E&tado e&tac"onr"o
Estados de um sistema
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Primeira #unção de estado
7nergia interna 475
8ariação de energia interna
∆# $ #%inal - #inicial
Conte&!o !e energia !e um sistema: relaciona!o '
energia rotacional( vibracional e translacional !as
partículas )ue comp*em um sistema+
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Lei da "onser$ação da Energia %nterna
8ariação de energia interna
T9A:A;H<
4=5
"A;A energia do Universo não pode ser criada& nem destr/da&
apenas transormada?
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7stado @
7stado 2
7stado '
Lei da entropia e sentido
dos processos naturais
mais provável
menos provável
Ma"orordem
Meno% o%'e&
&egunda #unção de estado' entropia
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(erceira #unção de estado' energia li$re )*+
*enor potencial
energ.tico
8ariação de energia livre 1 G
Maior potencial
energ,tico
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8ariação de
entropia
,ariação de energia li$re )*+ e os processos naturais
8ariação de
energia livre
# 0
8ariação de entalpia
∆
sistema
Processos natrais geralmente ocorrem com diminição
da energia livre do sistema
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Espontaneidade de uma reação química
A + :
" + D A + :
" + D
# 0 # B 0
7,ergCnica 7ndergCnica
A + :.
A + :..7nergia de
ativação
A + : " + D$
/C0/10
/A0/B0
2 -3
2 435 1 $
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,ariação de energia li$re e as reações químicas
A 4 B C 4 1
67 8 9: reaç"o acima , natural espont;nea< no senti!o in!ica!o
67 = 9: reaç"o acima , natural espont;nea< no senti!o oposto
ao in!ica!o
67 $9: reaç"o est> no e)uilíbrio
reaç"o eerg@nica<
reaç"o en!erg@nica<
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-coplamento de reações químicas
# B 0 endergCnico
# 0
e,ergCnic
o
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(rans#er.ncia de energia li$re na bioquímica celular
Trans%erncia !e grupos %os%atos : acoplamento !es%osrilaç"o%os%orilaç"o
P
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(ransduções metabólicas
7nergia potencial ;E solar e ntrientes do meio
Trans%ormaç*es )uímicas nas c,lula
Trabalo muscular
Díntese )uímica
Trabalo mec;nico
trabalo osmótico
trabalo el,trico
pro!uç"o !e luE
in%ormaç"o gen,tica
*eta!litos e
prodtos
degradados
"
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Triosato
de
Adenosina
onte direta de Energia Li$re
Tra!alho cellar Calor
"onstante homeostática5
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Cat!"&e en3"mt"ca
# 4 D #D Pro!utos
2 3
2 -3
2 cat
,elocidade de uma reação química
http://www.google.com.br/imgres?imgurl=http://www.coladaweb.com/img/gallery/biologia/enzima1.jpg&imgrefurl=http://www.coladaweb.com/biologia/bioquimica/enzimas&usg=__L-h4yVfjnmPDsTk8V5q-GRym-e0=&h=265&w=367&sz=7&hl=pt-br&start=6&zoom=1&itbs=1&tbnid=8WyF6GUpGVgJ9M:&tbnh=88&tbnw=122&prev=/images%3Fq%3Dcin%25C3%25A9tica%2Benzim%25C3%25A1tica%26hl%3Dpt-br%26sa%3DG%26biw%3D1020%26bih%3D539%26gbv%3D2%26tbs%3Disch:1
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/idrólise enzimática da sacarose
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Energia de ati$ação e catálise enzimática
Par0metros bioquímicos que caracteri am
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"onstante de ainidade da enEima
pelo s!strato
Par0metros bioquímicos que caracterizam
uma enzima
8elocidade má,ima de catálise
8ma, 8m
Atividade 3antidade de enEima 3e cataliEa @ mol de s!strato o prodE
@ mol de prodto
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E#eitos da temperatura e do p/ na
ati$idade de uma enzima
p ótimoTemperatura ótima
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8ia meta!lica
Dubst;ncia 3
Dubst;ncia
Dubst;ncia G
Dubst;ncia H
Dubst;ncia I
7nEima A
4limitante5
7nEima :
7nEima "7nEima D
7nEima 7
Pro!uto -<
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E!emplos de $ias metabólicas
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,isão geral do metabolismo celular
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&e quisermos que as pró!imas gerações usu#ruam com plenitude do
PL-1E(- -23l4
i ,%5- d d di