ENERGIA E CONVERSÕES DE ENERGIA

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.

EENERGIANERGIA

CINÉTICA – realiza trabalho.

POTENCIAL – armazenada.

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

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.

RREAÇÕES METABÓLICASEAÇÕES METABÓLICAS

ANABÓLICASANABÓLICAS – síntese de proteína

CATABÓLICASCATABÓLICAS - quebra de moléculas

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.

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.

SSISTEMAS ISTEMAS

ABERTOABERTO – troca energia com o entorno.

FECHADOFECHADO – não troca energia com seu entorno

Não há entrada ou saída de energia ou matéria

Energia e matéria podem entrar e sair

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..

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.

TTODO ODO SSISTEMA QUE REALIZOU ISTEMA QUE REALIZOU

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

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

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.

Aumenta Aumenta EENTROPIA NTROPIA DiminuiDiminui

Diminuem Diminuem OORGANIZAÇÃORGANIZAÇÃO Aumenta Aumenta

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

∆ 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.

REAGENTESREAGENTES

QUANTIDADE DE ENERGIA LIBERADAQUANTIDADE DE ENERGIA LIBERADA

PRODUTOS PRODUTOS

REAÇÃO EXERGÔNICA ( ESPONTANEA)

Formam produtos com menos energia\ ∆ G é negativo

PRODUTOSPRODUTOS

QUANTIDADE DE ENERGIA LIBERADAQUANTIDADE DE ENERGIA LIBERADA

REAGENTES REAGENTES

REAÇÃO ENDERGÔNICA ( NÃO-ESPONTANEA)

Exigem energia do ambiente\ ∆ G é positivo

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)

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

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.

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

ATP ATP

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

HIDRÓLISE DE ATP HIDRÓLISE DE ATP

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

ADPADP energia livreenergia livre PiPi

É uma reaçãoÉ uma reação exergônica. exergônica.

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)

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

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

BOMBA DE SÓDIO-POTÁSSIOBOMBA DE SÓDIO-POTÁSSIO

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

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.

BOMBA DE SÓDIO-POTÁSSIOBOMBA DE SÓDIO-POTÁSSIO

CONTROLA O VOLUME DAS CÉLULASCONTROLA O VOLUME DAS CÉLULAS

NATUREZA ELETROGÊNICA. NATUREZA ELETROGÊNICA.

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)

BOMBA DE CÁLCIOBOMBA DE CÁLCIO

BOMBA DE CÁLCIOBOMBA DE CÁLCIO