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ENERGIA E CONVERSÕES DE ENERGIA

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ENERGIA E CONVERSÕES DE ENERGIA. R EAÇÕES Q UÍMICAS. Construtoras de complexidade celular, usando energia para tal. Decompositoras de substâncias complexas, com a liberação de energia no processo. E NERGIA. CINÉTICA – realiza trabalho. POTENCIAL – armazenada. Energia é ... - PowerPoint PPT Presentation

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Page 1: ENERGIA E CONVERSÕES  DE ENERGIA

ENERGIA E CONVERSÕES DE ENERGIA

Page 2: ENERGIA E CONVERSÕES  DE ENERGIA

RREAÇÕESEAÇÕES Q QUÍMICASUÍMICAS

Construtoras de complexidade celular, usando energia para tal.

Decompositoras de substâncias complexas, com a liberação de energia no processo.

Page 3: ENERGIA E CONVERSÕES  DE ENERGIA

EENERGIANERGIA

CINÉTICA – realiza trabalho.

POTENCIAL – armazenada.

Energia é ... capacidade de realizar trabalho...capacidade de realizar trabalho... capacidade de mudança... capacidade de mudança...

Page 4: ENERGIA E CONVERSÕES  DE ENERGIA

É É POSSÍVEL, COM A REALIZAÇÃO DE POSSÍVEL, COM A REALIZAÇÃO DE

TTRABALHO, TRANSFERIR RABALHO, TRANSFERIR EENERGIA (MATÉRIA) NERGIA (MATÉRIA) DE NÍVEL MAIS BAIXO PARA NÍVEL MAIS ALTO.DE NÍVEL MAIS BAIXO PARA NÍVEL MAIS ALTO.

Page 5: ENERGIA E CONVERSÕES  DE ENERGIA

RREAÇÕES METABÓLICASEAÇÕES METABÓLICAS

ANABÓLICASANABÓLICAS – síntese de proteína

CATABÓLICASCATABÓLICAS - quebra de moléculas

Page 6: ENERGIA E CONVERSÕES  DE ENERGIA

AAS ATIVIDADES CELULARES, COMO O S ATIVIDADES CELULARES, COMO O CRESCIMENTO, O MOVIMENTO E O CRESCIMENTO, O MOVIMENTO E O TRANSPORTE ATIVO POR MEIO DE UMA TRANSPORTE ATIVO POR MEIO DE UMA MEMBRANA, SÓ SÃO PROCESSADOS SE MEMBRANA, SÓ SÃO PROCESSADOS SE TIVEREM UMA FONTE DE ENERGIA.TIVEREM UMA FONTE DE ENERGIA.

Page 7: ENERGIA E CONVERSÕES  DE ENERGIA

AAS ATIVIDADES CELULARES, COMO O S ATIVIDADES CELULARES, COMO O CRESCIMENTO, O MOVIMENTO E O CRESCIMENTO, O MOVIMENTO E O TRANSPORTE ATIVO POR MEIO DE UMA TRANSPORTE ATIVO POR MEIO DE UMA MEMBRANA, SÓ SÃO PROCESSADOS SE MEMBRANA, SÓ SÃO PROCESSADOS SE TIVEREM UMA FONTE DE ENERGIA.TIVEREM UMA FONTE DE ENERGIA.

Page 8: ENERGIA E CONVERSÕES  DE ENERGIA

SSISTEMAS ISTEMAS

ABERTOABERTO – troca energia com o entorno.

FECHADOFECHADO – não troca energia com seu entorno

Page 10: ENERGIA E CONVERSÕES  DE ENERGIA

EENERGIA NERGIA PPOTENCIAL DAS LIGAÇÕES OTENCIAL DAS LIGAÇÕES QUÍMICAS (QUÍMICAS (C – C/C – HC – C/C – H) DOS CARBOIDRATOS E ) DOS CARBOIDRATOS E DOS LIPÍDIOS PODE SER USADA PARA FORMAR DOS LIPÍDIOS PODE SER USADA PARA FORMAR A ENERGIA POTENCIAL DA MOLÉCULA DE A ENERGIA POTENCIAL DA MOLÉCULA DE

ATPATP..

Page 11: ENERGIA E CONVERSÕES  DE ENERGIA

NNENHUM PROCESSO FÍSICO OU ENHUM PROCESSO FÍSICO OU RREAÇÃO EAÇÃO

QQUÍMICA É UÍMICA É 100% EFICIENTE 100% EFICIENTE E NEM TODA A E NEM TODA A ENERGIA LIBERADA PODE SER CONVERTIDA ENERGIA LIBERADA PODE SER CONVERTIDA EM TRABALHO.EM TRABALHO.

Page 12: ENERGIA E CONVERSÕES  DE ENERGIA

TTODO ODO SSISTEMA QUE REALIZOU ISTEMA QUE REALIZOU

TTRABALHO, TEM RABALHO, TEM EENERGIA DIMINUIDA.NERGIA DIMINUIDA.

Page 13: ENERGIA E CONVERSÕES  DE ENERGIA

ENERGIA TOTAL ENERGIA TOTAL = E= ENERGIA NERGIA UUTILIZÁVEL + TILIZÁVEL + EENERGIA NERGIA NNÃO-ÃO-

UUTILIZÁVELTILIZÁVEL

No sistema biológico:No sistema biológico:

Energia Total = ENTALPIA ENTALPIA ( H H )Energia Utilizável = ENERGIA LIVRE ENERGIA LIVRE ( G G )Energia não-utilizável = ENTROPIAENTROPIA ( S S ) x T T

Page 14: ENERGIA E CONVERSÕES  DE ENERGIA

EENTALPIANTALPIA É O CONTEÚDO DE CALOR DE É O CONTEÚDO DE CALOR DE

UM UM SSISTEMA.ISTEMA.

EENTROPIANTROPIA É UMA QUALIDADE DE É UMA QUALIDADE DE

EENERGIA INCAPAZ DE REALIZAR NERGIA INCAPAZ DE REALIZAR TTRABALHO.RABALHO.

Page 15: ENERGIA E CONVERSÕES  DE ENERGIA

Aumenta Aumenta EENTROPIA NTROPIA DiminuiDiminui

Diminuem Diminuem OORGANIZAÇÃORGANIZAÇÃO Aumenta Aumenta

Page 16: ENERGIA E CONVERSÕES  DE ENERGIA

H = G + TSH = G + TS

Portanto:

G = H – TS

∆ G = ∆ H - T∆S

H = G + TSH = G + TS

Portanto:

G = H – TS

∆ G = ∆ H - T∆S

∆ G = MUDANÇA NA ENERGI A LIVRE

Page 17: ENERGIA E CONVERSÕES  DE ENERGIA

∆ G < 0 (G é desprendida...) ∆ G é NEGATIVO.

∆ G > 0 (G é exigida...)∆ G é POSITIVO.

∆ G < 0 (G é desprendida...) ∆ G é NEGATIVO.

∆ G > 0 (G é exigida...)∆ G é POSITIVO.

Page 18: ENERGIA E CONVERSÕES  DE ENERGIA

REAGENTESREAGENTES

QUANTIDADE DE ENERGIA LIBERADAQUANTIDADE DE ENERGIA LIBERADA

PRODUTOS PRODUTOS

REAÇÃO EXERGÔNICA ( ESPONTANEA)

Formam produtos com menos energia\ ∆ G é negativo

Page 19: ENERGIA E CONVERSÕES  DE ENERGIA

PRODUTOSPRODUTOS

QUANTIDADE DE ENERGIA LIBERADAQUANTIDADE DE ENERGIA LIBERADA

REAGENTES REAGENTES

REAÇÃO ENDERGÔNICA ( NÃO-ESPONTANEA)

Exigem energia do ambiente\ ∆ G é positivo

Page 22: ENERGIA E CONVERSÕES  DE ENERGIA

EX.EX.

Hidrólise de proteínas Hidrólise de proteínas – (espontânea e – (espontânea e exergônica);exergônica);

Síntese protéica Síntese protéica - (não espontânea e - (não espontânea e endergônica) endergônica)

Page 23: ENERGIA E CONVERSÕES  DE ENERGIA

TTODA REAÇÃO QUÍMICA SE PROCESSA ODA REAÇÃO QUÍMICA SE PROCESSA ATÉ CERTA EXTENSÃO, SEM ATÉ CERTA EXTENSÃO, SEM NECESSARIAMENTE SE COMPLETAR.NECESSARIAMENTE SE COMPLETAR.

Page 24: ENERGIA E CONVERSÕES  DE ENERGIA

AAS CÉLULAS VIVAS PRECISAM DE S CÉLULAS VIVAS PRECISAM DE ATPATP (ADENOSINA TRIFOSFATO) PARA A (ADENOSINA TRIFOSFATO) PARA A CAPTAÇÃO, A TRANSFERÊNCIA E A CAPTAÇÃO, A TRANSFERÊNCIA E A ARMAZENAGEM DE ENERGIA LIVRE, ARMAZENAGEM DE ENERGIA LIVRE, NECESSÁRIA PARA REALIZAR TRABALHO NECESSÁRIA PARA REALIZAR TRABALHO QUÍMICO E MANTER AS CÉLULAS.QUÍMICO E MANTER AS CÉLULAS.

Page 25: ENERGIA E CONVERSÕES  DE ENERGIA

O O ATP É PRODUZIDO PELAS CÉLULAS ATP É PRODUZIDO PELAS CÉLULAS DE DIFERENTES MANEIRAS:DE DIFERENTES MANEIRAS:

HIDRÓLISE DE ATP – HIDRÓLISE DE ATP –

AMP ADP AMP ADP ATPATP

Page 26: ENERGIA E CONVERSÕES  DE ENERGIA

ATP ATP

Page 27: ENERGIA E CONVERSÕES  DE ENERGIA

NO NO ATPATP, A , A EENERGIA APARECE COMO NERGIA APARECE COMO DIFERENÇADIFERENÇA ENTRE O CONTEÚDO DE ENTRE O CONTEÚDO DE ENERGIA DOS PRODUTOS ENERGIA DOS PRODUTOS MENOSMENOS A ENERGIA A ENERGIA DOS REAGENTES. DOS REAGENTES.

∆G (REAÇÃO) = ∆G (PRODUTOS) - ∆ G (REAGENTES).

NO CASO DO ATP, A REAÇÃO DE HIDRÓLISE, É:

ATP + HATP + H22O ADP + HO ADP + H33POPO44

REAGENTESPRODUTO

Page 28: ENERGIA E CONVERSÕES  DE ENERGIA

HIDRÓLISE DE ATP HIDRÓLISE DE ATP

ATP.......ATP.......

ADPADP energia livreenergia livre PiPi

É uma reaçãoÉ uma reação exergônica. exergônica.

Page 29: ENERGIA E CONVERSÕES  DE ENERGIA

HIDRÓLISE DE ATP HIDRÓLISE DE ATP

ADP + Pi + energia livre = ADP + Pi + energia livre = ATPATP + H + H22OO

É uma reaçãoÉ uma reação endergônica. endergônica.

Ex.: Ex.: Respiração Celular (em eucariontes)Respiração Celular (em eucariontes)

Page 30: ENERGIA E CONVERSÕES  DE ENERGIA

HIDRÓLISE DE ATP HIDRÓLISE DE ATP

Ciclo de Ligação de energia....Ciclo de Ligação de energia....

ATP ATP – transporta energia!– transporta energia!

Energia Energia exergônicaexergônica Energia Energia exergônicaexergônica

Page 31: ENERGIA E CONVERSÕES  DE ENERGIA

BOMBAS IÔNICAS BOMBAS IÔNICAS USAM USAM EENERGIA NERGIA PARA MOVER ÍONS OU OUTRAS MOLÉCULAS PARA MOVER ÍONS OU OUTRAS MOLÉCULAS CONTRA SEUS GRADIENTES DE CONTRA SEUS GRADIENTES DE CONCENTRAÇÃO. CONCENTRAÇÃO.

BOMBA DE SÓDIO-POTÁSSIOBOMBA DE SÓDIO-POTÁSSIO

BOMBA DE CÁLCIOBOMBA DE CÁLCIO

Page 32: ENERGIA E CONVERSÕES  DE ENERGIA

BOMBA DE SÓDIO-POTÁSSIOBOMBA DE SÓDIO-POTÁSSIO

MANTÉM A CONCENTRAÇÃO DE MANTÉM A CONCENTRAÇÃO DE POTÁSSIO E DE SÓDIO. POTÁSSIO E DE SÓDIO.

Page 33: ENERGIA E CONVERSÕES  DE ENERGIA

BOMBA DE SÓDIO-POTÁSSIOBOMBA DE SÓDIO-POTÁSSIO

MANTÉM A CONCENTRAÇÃO DE MANTÉM A CONCENTRAÇÃO DE POTÁSSIO E DE SÓDIO, PORTANTO, É POTÁSSIO E DE SÓDIO, PORTANTO, É RESPONSÁVEL PELA MANUTENÇÃO DAS RESPONSÁVEL PELA MANUTENÇÃO DAS DIFERENÇAS DE CONCENTRAÇÃO DESSES DIFERENÇAS DE CONCENTRAÇÃO DESSES ÍONS;ÍONS;

A FUNÇÃO DA A FUNÇÃO DA ATPATPASE É ATIVADA, ASE É ATIVADA, OCORRENDO A CLIVAGEM DE UMA OCORRENDO A CLIVAGEM DE UMA MOLÉCULA DE ATP. MOLÉCULA DE ATP.

Page 34: ENERGIA E CONVERSÕES  DE ENERGIA

BOMBA DE SÓDIO-POTÁSSIOBOMBA DE SÓDIO-POTÁSSIO

CONTROLA O VOLUME DAS CÉLULASCONTROLA O VOLUME DAS CÉLULAS

NATUREZA ELETROGÊNICA. NATUREZA ELETROGÊNICA.

Page 35: ENERGIA E CONVERSÕES  DE ENERGIA

BOMBA DE CÁLCIOBOMBA DE CÁLCIO

OS ÍONS SÃO MANTIDOS EM OS ÍONS SÃO MANTIDOS EM CONCENTRAÇÕES MUITO BAIXAS (CITOSOL).CONCENTRAÇÕES MUITO BAIXAS (CITOSOL).

UMA BOMBA UMA BOMBA – MEMBRANA CELULAR – MEMBRANA CELULAR (CÁLCIO PARA FORA)(CÁLCIO PARA FORA)UMA BOMBA UMA BOMBA – ORGANELA (PROTEÍNA – ORGANELA (PROTEÍNA CARREADORA)CARREADORA)

Page 36: ENERGIA E CONVERSÕES  DE ENERGIA

BOMBA DE CÁLCIOBOMBA DE CÁLCIO

Page 37: ENERGIA E CONVERSÕES  DE ENERGIA

BOMBA DE CÁLCIOBOMBA DE CÁLCIO