Bioenergética
O que é Bioenergética
É uma área de estudo interessada na compreensão das transduções de energia que ocorrem nos seres vivos. Aqui ocorre o contato entre a biologia molecular e a termodinâmica. Para a bioenergética, os principais conceitos envolvidos são os de energia livre, entalpia, entropia e constante de equilíbrio químico.
aula e exercícios Bioenergética
- por Anderson Lepeco.
A Bioenergética e a Biomassa
Por meio da bioenergética nós sabemos que a energia que faz
nosso corpo funcionar vem da quebra das moléculas de nutrientes. Os nutrientes,
quando derivados de organismos autótrofos (como as plantas), necessitaram da
energia provinda do sol para serem produzidos. A entrada de energia externa em
um sistema é a única forma de criar moléculas complexas, com alta energia, a
partir de reagentes simples, com pouca energia. É assim que proteínas são
sintetizadas, por exemplo, sendo a principal moeda de trocas energéticas nos
seres vivos o ATP.
Da mesma forma que o nosso organismo captura e transforma a
energia do meio, os seres humanos desenvolveram a habilidade de manipular a
energia para atividades úteis. Os princípios da humanidade contaram com a
descoberta do fogo, uma reação química que libera muita energia na forma de luz
e calor. A energia cinética do vento é utilizada nos moinhos para moer grãos
desde muito antigamente. Mais recentemente, a energia elétrica se tornou
indispensável para a sociedade, fazendo de quase todo ser humano um ser irreversivelmente
dependente dela. As formas de produzir eletricidade foram se diversificando ao
longo da história, desde os trabalhos de Faraday.
Fontes de energia não-renováveis incluem combustíveis
fósseis e urânio, utilizado em usinas nucleares. A principal desvantagem desses
meios é o fato de que irão acabar um dia. Para transpor tal obstáculo, foram
desenvolvidas tecnologias para explorar fontes renováveis, tais como a solar,
eólica e algumas outras. Dentre elas, uma utiliza de forma direta os conceitos
de termodinâmica aplicados a seres vivos: a energia produzida a partir de
biomassa. Esse recurso, assim como os combustíveis fósseis, deriva de atividade
biológica no planeta terra, mas, ao contrário destes, não requer períodos de
tempo em escala geológica para se desenvolverem.
Lembra de toda aquela energia que o sol fornece às plantas
para a produção de moléculas complexas? Essa energia pode ser liberada e
utilizada em outros processos. Para isso, basta queimar essas moléculas, que vão
liberar calor, disponível para a realização de trabalho e conversão em energia
elétrica. Madeira, produtos vegetais cultivados, restos de plantação, fezes,
etc. são elementos repletos de ligações químicas com suas respectivas energias
livres prontas para serem liberadas. Esses materiais podem ser queimados
diretamente ou convertidos em biogás ou líquidos – como o etanol – para utilização
como biocombustíveis. Esse é o mesmo princípio que foi utilizado pelos
primeiros seres humanos ao se aquecerem próximos a uma fogueira.
Apesar de liberar dióxido de carbono, a utilização de
biomassa implica a produção de matéria orgânica, que captura esse gás da
atmosfera, podendo, portanto, ser considerada como um processo neutro quanto à
geração deste produto. No Brasil, é a terceira fonte de energia mais utilizada,
além de estar em processo de expansão por aqui. A produção de biomassa requer
muito estudo e atenção por parte das entidades, pois a plantação requer solo
agricultável, a madeira deve ser cultivada e não extraída da natureza;
processos de fermentação devem ser preferíveis, tudo para que haja o menor
impacto ambiental possível e possamos produzir energia cada vez mais limpa e
com menos dano à natureza.
Fontes:
Biomass explained – U.S. Energy Informaton Administration
Biomass Production – ScienceDirect Topics
Secretaria de Infraestrutura e Meio Ambiente de São Paulo
Links Interessantes:
- Por Anderson Lepeco
A energia e o encéfalo
O encéfalo humano é uma das máquinas mais fascinantes e complexas conhecidas na natureza. Células autoconscientes, capazes de refletir e filosofar sobre elas mesmas, de se auto estudar e compreender sobre a sua natureza. É essa uma maneira bastante filosófica de definir nossos cérebros. Somos o que somos, pensamos o que pensamos e sentimos o que sentimos em decorrência única e exclusivamente do funcionamento dos nossos processos neurais. Se devemos tudo isso a esse órgão, seria então besteira não destacar seu papel primordial na existência e manutenção do nosso organismo. Um protagonismo desses obviamente não deveria sair de graça. E não sai. Na verdade, o preço que pagamos por uma máquina potente como essas é bastante salgado. Mais precisamente, nosso cérebro utiliza aproximadamente 25% da energia que todo nosso corpo usa para funcionar. É claro, um órgão de, em média, 5 Kg, com 86 bilhões de neurônios e, quiçá, 10 vezes essa quantidade de gliócitos deve mesmo exigir uma quantidade descomunal de energia para funcionar de maneira ininterrupta. Uma das principais razões pela qual o cérebro consome tanta energia é a necessidade da formação gradientes iônicos entre o meio extracelular e o citoplasma, necessários para a produção dos potenciais elétricos utilizados na transmissão neuronal. O constante balanço iônico necessário para o funcionamento da célula corresponde proporcionalmente à maior quantidade de energia utilizada pelos neurônios, refletindo diretamente na quantidade usada de ATP.
A estrutura encefálica varia entre os diferentes grupos de animais principalmente em tamanho, massa e número de células. Ao curso da evolução, a morfologia encefálica pode ser aprimorada e diversificada. As dobras que temos em nosso encéfalo são um excelente exemplo de modificação utilizada no aperfeiçoamento do uso energético pelo órgão. Alguns modelos, utilizando parâmetros físicos, explicam que cérebros maiores possuem mais dobras justamente para diminuir a energia livre associada à forma da estrutura
.
Sabendo da grande demanda energética associada ao funcionamento encefálico, é possível supor que o fator limitante para o tamanho cerebral seja justamente a quantidade de energia disponível. Em outras palavras, para que um organismo possua um encéfalo grande é necessário que haja também uma grande quantidade de calorias ingeridas através da alimentação. É justamente nesse ponto que se sustenta uma das mais intrigantes questões da neurociência: como possuímos um encéfalo tão grande? Para efeito de comparação, Gorilas possuem encéfalos com menos de 2 Kg de massa, enquanto nossos encéfalos têm, em média, 5 Kg. É de se supor então que precisamos de uma quantidade de energia em termos calóricos muito superior à de um gorila. Precisamos comer mais. Uma hipótese bastante forte para explicar o aumento de tamanho do nosso encéfalo é que, em algum momento durante nossa evolução, quando começamos a cozer nossos alimentos, a energia disponível aumentou consideravelmente. Ao cozinhar conseguimos extrair uma quantidade de energia maior de nossos alimentos. Dessa maneira, esse traço permitiu que houvesse a possibilidade de um aumento considerável de massa em nosso encéfalo. Essa é uma das questões que a neurocientista brasileira Suzana Herculano-Houzel tenta elucidar. O trabalho de Suzana já ajudou a desvendar muitas questões da biologia comparada dos encéfalos nos grupos de animais – inclusive sobre a grande questão da quantidade de neurônios em nosso sistema nervoso. Ainda existe muito caminho a ser percorrido para desvendarmos a natureza de nosso mais importante órgão. Talvez um maior entendimento sobre ele nos permita, um dia, compreendermos sobre o lugar em que nos encontramos em relação à natureza. Por hora, o que fica, é, no mínimo, uma boa questão.
Fontes e links interessantes:
A Vantagem Humana – Suzana Herculano-Houzel,
Companhia das Letras, 1ª Edição, 2017.
- Por Marcos Paulo
Artigos
O Artigo Cellular bioenergetics as a target
for obesity therapy relaciona questões chave da bioenergética aos problemas da obesidade.
- Por Maryane.
Esse trabalho, produzido por pesquisadores da Carolina do Norte, elucida os efeitos bioenergéticos causados pelo acúmulo de mutações no DNA mitocondrial, utilizando, ao longo do trabalho, conceitos e fórmulas que vemos durante a disciplina de Biofísica.
- Por Anderson Lepeco
O artigo, publicado no periódico The Journal of Biological Chemistry, descreve maneiras de quantificar a quantidade de geração de ATP de diferentes vias de geração através de parâmetros como consumo de oxigênio.
Quantifying intracellular rates of glycolytic and oxidative ATP production and consumption using extracellular flux measurements
- Por Marcos Paulo
O artigo, publicado no periódico The Journal of Biological Chemistry, descreve maneiras de quantificar a quantidade de geração de ATP de diferentes vias de geração através de parâmetros como consumo de oxigênio.
Quantifying intracellular rates of glycolytic and oxidative ATP production and consumption using extracellular flux measurements
- Por Marcos Paulo
Vídeos
Um dos conceitos mais complicados da Bioenergética é o de entropia. Desordem. Caos. Desorganização. Várias palavras são atribuídas a essa "força" tão misteriosa, mas todas parecem tão subjetivas e acabam sendo tão abstratas quanto "entropia". A verdade é que, para compreender o real significado da entropia, é necessário imaginação e, é claro, um pouquinho de física. No vídeo produzido pelo TED-Ed, uma iniciativa ligada aos famosos eventos de palestra, a entropia é esmiuçada em sua mais elementar definição, com auxílio de ilustrações e exemplos da vida real. Para o estudo da bioenergética, a compreensão desse conceito é de grande utilidade, nos levando a ver o mundo e os eventos que nele ocorrem de forma diferente. Vale a pena dar uma olhada!
- Por Anderson Lepeco
O aumento da desordem parece ser para o universo uma das
mais marcantes propriedades. É a própria entropia parte da natureza fundamental
do cosmos. A complexidade dos organismos vivos que é tamanha que, à primeira
vista, pode parecer excêntrica em relação às leis da física. O vídeo a seguir
ajuda a elucidar o funcionamento dos seres vivos com base na física. O vídeo
aborda aspectos físicos interessantes e fundamentais para o entendimento dos
sistemas biológicos. Também vale a pena conferir outro excelente vídeo do PBS Space Time sobre entropia.
Link: The Physics of Life
- Por Marcos Paulo
Bioenergética em todos os lugares
Para quem tem duvidas sobre o que é bioenergética e como ela pode se aplicar ao nosso cotidiano, vale a pena conferir estes podcasts em inglês sobre o assunto. São bem interessantes, e o mais legal, dá para ouvir em qualquer lugar!!!
Lactate and bioenergetics: quantifying and improving endurance performance with Shannon Grady | EP#190
Bioenergetics!
Bioenergetics | Photosynthesis
Bioenergetics | Respiration
- Por Maryane.
Entenda conceitos da termodinâmica de uma maneira divertida!!
Está com dificuldades para entender conceitos da termodinâmica, que tal fazer isso de forma divertida?
Entropia
Energia livre de Gibbs
- Por Maryane.
Aplicativos que podem ajudar
Quando a matéria é complicada, muitas vezes vale a pena buscar por fontes alternativas de conhecimento, que podem trazer abordagens lúdicas e práticas sobre os assuntos essenciais. Aqui vão três aplicativos que podem ser bastante úteis para quem quer aprender mais sobre termodinâmica.Thermodynamics - o aplicativo traz os principais conceitos e lógicas da termodinâmica de forma escrita, mas muito bem organizada. O objetivo é auxiliar na compreensão de conteúdos básicos por alunos iniciantes nos cursos de engenharia, mas a linguagem é de fácil acesso para quem tem um inglês básico.
Link: https://play.google.com/store/apps/details?id=io.bhekorinc.thermodynamics
Physic Virtual Lab - este aqui traz para a tela do seu celular 67 simulações de fenômenos e experimentos da física, abrangendo vários conteúdos, dentre eles a óptica, mecânica e, é claro, a termodinâmica. A possibilidade de alterar as variáveis e observar os resultados é bastante útil para entender como os tão abstratos e complexos conceitos da física atuam no nosso dia a dia.
Link: https://play.google.com/store/apps/details?id=main.physicvirtuallab
Thermonator - se você precisa de uma calculadora para relacionar diferentes unidades da física, esse aplicativo é uma boa ideia. Voltado para alunos de engenharia interessados em termodinâmica, o aplicativo é de fácil manuseio e muito útil para o domínio de variáveis utilizadas em todas as ciências.
Link: https://play.google.com/store/apps/details?id=com.xmuzzers.thermonator
Todos estão disponíveis para Android e são gratuitos.
- Por Anderson Lepeco
Biochemical Pathways: uma ótima forma de acessar o metabolismo
O metabolismo de todos os seres
vivos depende obrigatoriamente de energia. As vias metabólicas são utilizadas principalmente
para a formação de compostos complexos e utilizam energia para tal. O site
Biochemical Pathways possui mapas bastante completos sobre as principais vias
metabólicas e processos celulares, incluindo processos de formação e transdução
de energia. É uma ótima maneira de acessar informações sobre o metabolismo
celular, e para entender o fluxo de energia e a formação de moléculas nos
organismos. Deixo a recomendação e o link.
Link: Biochemical Pathways
- Por Marcos Paulo
:
a) Energia Livre
b) Equilbrio
c) Entropia
d) Entalpia
e) Hidrolise
2 - Qual é o conceito de Energia Livre de Gibbs?
a) Desordem de um sistema.
b) Quantidade de energia capaz de realizar trabalho durante uma reação com temperaturas e pressão diferentes.
c) Conteúdo de calor do sistema reagente.
d) Quantidade de energia capaz de realiza trabalho durante uma reação com temperaturas e pressão constantes.
e) Principio da conservação de energia.
a) Exergônica; Endergônica.
b) Endotérmica; Exotérmica.
c) Anabolismo; Catabolismo.
d) Endergônica; Exergônica.
e) Exotérmica; Endotérmica.
4 - Calcule a variação de energia livre padrão da reação catalisada pela enzima fosfoglicomutase:
Glicose - 1 - fosfato ⇋ glicose - 6 - fosfato
a) + 17,5 kJ/mol, exotérmica.
b) - 17,5 kJ/mol, endotérmica.
c) + 7,3 kJ/mol, endotérmica.
d) - 10,8 kJ/mol. exotérmica.
e) - 7,3 kJ/mol, exotérmica.
5 - “Suponha que a região em que esteja acontecendo uma festa tenha um inverno rigoroso e que, fora do salão, o frio seja insuportável. A festa começa com um repertorio musical calmo e romântico, e, logo se formam casais que dançam juntos. Algumas pessoas se mantêm praticamente paradas, conversando, e há apenas uma movimentação modesta. Com o passar do tempo, à medida que bebem drinques e a música fica animada os convidados comentam: “A festa começou a esquentar!”. Cheias de energia, as pessoas começam a dançar freneticamente sob o som da música (e sob o efeito do álcool). Vários esbarrões, pisadas e cotoveladas fazem com que o salão pareça pequeno. As mesas e cadeiras, estão, são arrastadas para os cantos do salão, para que todos possam dançar com liberdade. De repente, a música para por causa de uma pane no som e só resta aos convidados se sentarem às mesas, logo que elas sejam arrumadas novamente no salão. Aproveitam para conversar e beber algo, cada um sem deixar o seu lugar. “Que pena, a festa esfriou!”, comenta alguns.”Em que momento podemos perceber o maior valor de entropia?
a) O frio fora do salão.
b) “a música para por causa de uma pane no som e só resta aos convidados se sentarem às mesas, logo que elas sejam arrumadas novamente no salão. Aproveitam para conversar e beber algo, cada um sem deixar o seu lugar. “Que pena, a festa esfriou!”, comenta alguns.”
c) “um repertorio musical calmo e romântico, e, logo se formam casais que dançam juntos. Algumas pessoas se mantêm praticamente paradas, conversando, e há apenas uma movimentação modesta.”
d) “À medida que bebem drinques e a música fica animada os convidados comentam: “A festa começou a esquentar!”. Cheias de energia, as pessoas começam a dançar freneticamente sob o som da música (e sob o efeito do álcool). Vários esbarrões, pisadas e cotoveladas fazem com que o salão pareça pequeno. As mesas e cadeiras, estão, são arrastadas para os cantos do salão, para que todos possam dançar com liberdade.”
e) O momento que a festa acaba.
6 - Os vagalumes são insetos da ordem Coleoptera capazes de emitir luz. Esse fenômeno requer a conversão da luciferina em luciferil-adenilato pela adição de um AMP e liberação de dois fosfatos. Na presença da enzima luciferase e oxigênio molecular essa proteína sofre descarboxilação oxidativa e luz é emitida. Pode se afirmar que o vagalume:
a) Gasta luciferase e oxigênio no processo.
b) Possui coloração estrutural e não química e por isso emite luz por iridescência.
c) Produz luz pela combustão da luciferina.
d) Transforma a energia da ligação de fosfato do ATP em luz.
e) Produz luz por radioatividade.
Respostas
1- c) Entropia
2- d) Quantidade de energia capaz de realiza trabalho durante uma reação com temperaturas e pressão constantes.
3- a) Exergônica; Endergônica.
4- e) - 7,3 kJ/mol, exotérmica.
5- d) “À medida que bebem drinques e a música fica animada os convidados comentam: “A festa começou a esquentar!”. Cheias de energia, as pessoas começam a dançar freneticamente sob o som da música (e sob o efeito do álcool). Vários esbarrões, pisadas e cotoveladas fazem com que o salão pareça pequeno. As mesas e cadeiras, estão, são arrastadas para os cantos do salão, para que todos possam dançar com liberdade.”
6- d) Transforma a energia da ligação de fosfato do ATP em luz.
- Por Maryane.
Poema Bioenergético
Me empreste alguns
minutos
Pra esse cara
conhecer
Willard
Gibbs é um cientista
Que
informação vem trazer
Dinâmica é a
energia
Não se perde
nem se cria
Muda dia após
dia
Às vezes
vira entalpia
Crescendo constantemente
Certo caos
inconsciente
Dá a vida
que está na gente
E a entropia
do ambiente
Duas leis
que nos ajudam
A ver como é
incrível
Que os processos
que mudam
Fazem tudo
possível
Comida, que alegria
O corpo
quebra o nutriente
Liberando
energia
Que o ATP
guarda pra gente
O composto é
poderoso
Um fosfato vai
ligar
No reagente teimoso
E a reação
acoplar
Sem essa
ajudinha
O ΔG é positivo
O ATP dá uma
mãozinha
E deixa tudo
negativo
Assim a
reação
Espontânea
se torna
O produto
retorna
Queira ele
ou não
De pouquinho
em pouquinho
Assim vai
transformando
A energia no
caminho
Nosso corpo
vai formando
A moral da
história
Pra ficar na
memória
É que a
molécula de agora
Era energia
outra hora.
Anderson Lepeco
Curiosidades
Quem disse que termodinâmica e música não combinam? Bem, talvez algum dia um aluno assustado com tantos cálculos e termos abstratos tenha feito tal afirmação, talvez com medo de estragar sua tão pura e relaxante música. Aparentemente, a banda Muse não pensa assim. A banda de pop rock inglesa escolheu a termodinâmica para ser o tema de seu álbum de 2012. Dentre as músicas, que falam sobre sociedade, loucura, natureza, dentre outros temas permeados de ciência, destacam se as duas últimas: The 2nd Law: Unsustainable e The 2nd Law: Closed System. Estas duas, por incrível que pareça, trazem conceitos científicos da termodinâmica, tais como entropia e sistemas fechados, os correlacionando com muito conhecimento do assunto. Que tal aproveitar pra ouvir esse álbum durante os estudos? Link: Muse - The 2nd Law no Spotify
- Por Anderson Lepeco
“The Law of Thermodynamics” é um filme onde o personagem principal tenta explicar
relacionamentos e o amor, através das leis da termodinâmica. Por ser um astrofisico, não perde
a oportunidade de traçar paralelos entre a física e o cotidiano.
relacionamentos e o amor, através das leis da termodinâmica. Por ser um astrofisico, não perde
a oportunidade de traçar paralelos entre a física e o cotidiano.
O filme é uma comédia romântica, com a ótica científica, onde cientistas falam sobre teorias
físicas, químicas e biológicas ao longo do filme. O filme está disponível na Netflix.
físicas, químicas e biológicas ao longo do filme. O filme está disponível na Netflix.
- Por Maryane
Como os vaga-lumes brilham?
Os vagalumes são insetos cuja característica mais aparente é sua bioiluminescência. Esses animais produzem uma luz bastante peculiar derivada de uma simples reação química. Para que isso aconteça, a enzima bioluminescente luciferase age sobre uma proteína chamada de luciferina gerando uma luz fria, onde não há perda de energia em forma de calor. É necessário, para a realização da reação, além dos dois elementos já citados, íons de magnésio, oxigênio e ATP. Os vagalumes convertem a energia química das ligações da molécula de ATP em energia luminosa. A bioiluminescência desses insetos foi tema de uma matéria da revista Scientific American. Vale a leitura. Confira: How and why do fireflies light up?
- por Marcos Paulo
Vídeos
Muito ouvimos falar que a entropia irá aumentar continuamente de acordo com a Segunda Lei da Termodinâmica e, de certa forma, podemos imaginar que esta seja a flecha do tempo - a direção na qual as coisas irão ocorrer. Mas, de onde veio essa entropia? Para onde ela vai? O Dr. Sean M. Carroll, professor no Departamento de Física do California Institute of Technology nos dá uma pista sobre como será o futuro do universo com base nesse conceito e sobre como nós, seres humanos, pudemos ocorrer somente por conta da entropia.
- Por Anderson Lepeco
Já imaginou imaginou de onde vem a energia que está ao nosso redor? neste vídeo/documentário, feito pela BBC, conta um pouco da história da termodinâmica, e como os cientistas descobriram as regras que regem o universo.
Link: Entropy (Order and Disorder).
- Por Maryane.
Máquinas de movimento perpétuo são mecanismos em que trabalho é realizado continuamente sem a adição de energia em um sistema. Esses sistemas são, logicamente, apenas imaginários devido à natureza da termodinâmica dos sistemas. O vídeo do TedEd explica justamente a razão do não funcionamento desses sistemas.
Link: Por que as máquinas de movimento perpétuo nunca funcionam?
- Por Marcos Paulo
Bioenergética no Nerdologia Ensina
O biólogo, pesquisador e divulgador científico, Átila Iamarindo traz sempre conteúdos relevantes sobre ciência em seus meio de comunicação. Recentemente, o canal de Átila no YouTube, o Nerdologia, lançou uma série de vídeos abordando a evolução da vida em diferentes estágios, o Nerdologia Ensina. Em dois dos vídeos da série, um sobre fotossíntese e outro sobre mitocôndrias, Átila aborda, de maneira bastante didática, o fluxo de energia nos seres vivos. Com boas produções e ótimos roteiros, a série é qualificada como uma ótima recomendação. Vale a pena conferir esse excelente conteúdo de divulgação científica.
Links:
Uma explosão de energia (mitocôndrias) | Nerdologia Ensina
Como surgiram as plantas (fotossíntese)
Nerdologia Ensina
- Por Marcos Paulo
Artigos
A diversidade de organismos vivendo em condições com muito pouca diversidade de nicho levou ao estabelecimento do "paradoxo do plâncton". No mundo microbiológico, espera-se que, em um substrato homogêneo, os organismos com maior afinidade pelo recurso irão dominar o ambiente. Esse é o princípio da exclusão. Mas nem sempre isso ocorre, mais de uma vez somos desafiados pelo paradoxo do plâncton. Nesse trabalho, pesquisadores da Inglaterra utilizam variáveis termodinâmicas e medem a energia livre do desenvolvimento microbiano para sugerir uma influência de restrições termodinâmicas sobre a diversidade.
- Por Anderson Lepeco
link: Thermodynamic measures of cancer: Gibbs free energy and entropy of protein–protein interactions
- Por Maryane.
O artigo publicado em 2012 por Jeremy England tem a proposta de, através da análise matemática, uma análise quantitativa dos efeitos termodinâmicos envolvidos na auto-replicação (reprodução). Basicamente, o autor tenta demonstrar as consequências termodinâmicas em um sistema biológico.
Link: Statistical physics of self-replication
Cada
câncer tem sua própria sinalização que suporta o ciclo de vida,
assim como cada tipo de câncer, tem a própria entropia que
caracteriza a sinalização. Este artigo mostra como a termodinâmica
está relacionada com o tratamento de determinados tipos câncer.
link: Thermodynamic measures of cancer: Gibbs free energy and entropy of protein–protein interactions
- Por Maryane.
O artigo publicado em 2012 por Jeremy England tem a proposta de, através da análise matemática, uma análise quantitativa dos efeitos termodinâmicos envolvidos na auto-replicação (reprodução). Basicamente, o autor tenta demonstrar as consequências termodinâmicas em um sistema biológico.
Link: Statistical physics of self-replication
Mapa conceitual
Um mapa conceitual sobre bioenergética.
Link para a versão em PDF: Mapa Conceitual - Bioenergética
- Por Marcos Paulo
Questões
Um mapa conceitual sobre bioenergética.
Link para a versão em PDF: Mapa Conceitual - Bioenergética
- Por Marcos Paulo
A Oxidação da Glicose e a Entropia
Entropia é um estado não somente da energia, mas da matéria. Organismos aeróbios (heterotróficos) extraem energia livre da glicose obtida do meio pela oxidação da glicose com O2, que também é obtido do meio. Os produtos finais deste metabolismo oxidativo, CO2 e H2O, retornam ao meio. Neste processo o meio sofre um aumento de entropia, enquanto o organismo permanece em estado estacionário e não sofre mudanças em sua ordem interna. Apesar de alguma entropia surgir da dissipação do calor, a entropia resulta também de um outro tipo de desordem, ilustrado pela equação da oxigenação da glicose:
C6H12O6
+ 6O2 →
6CO2
+ 6H2O
Os átomos contidos em 1 molẃcula de glicose mais 6 moléculas de oxigênio, um total de 7 moléculas, passam a ficar dispersos de forma mais aleatória após a reação de oxidação, passando para um total de 12 moléculas (6CO2
+ 6H2O).
Sempre que uma reação química resulta no aumento do número de moléculas - ou quando uma substância sólida é convertida em produto líquido ou gasoso, que permitem maior liberdade de movimentação molecular que os sólidos - a desordem molecular aumenta e, em consequência, a entropia também aumenta.
(texto retirado do Livro Princípios de Bioquímica de Lehninger)
- Por Maryane.
Questões
1) Se a variação de entalpia para uma reação for igual a zero, então ∆G° é igual a:
a) -T∆S°
b) T∆S°
c) -∆H°
d) lnkeq
e) ∆S°
2) ∆G° é definido como:
a) A energia residual presente nos reagentes durante o equilíbrio
b) A energia residual presente nos produtos durante o equilíbrio
c) Diferença entre as energias residuais dos reagentes e produtos durante o equilíbrio
d) Energia necessária para converter 1 mol de reagentes em 1 mol de produtos
e) Divisão da energia residual dos reagentes sobre os produtos
3) Se o ∆G‘° da reação A → B é -40kJ/mol sob condições padrão, então ela:
a) Nunca alcançará o equilíbrio
b) Não ocorrerá de forma espontânea
c) Ocorrerá de forma muito rápida
d) Ocorrerá no sentido direto espontaneamente
e) É endergônica
4) O desdobramento da estrutura secundária regular de uma proteína causaria:
a) Uma pequena diminuição na entropia da proteína
b) Um pequeno aumento na entropia da proteína
c) Um grande aumento na entropia da proteína
d) Uma grande diminuição na entropia da proteína
e) Não haveria relação com a entropia
5) Sobre o ATP:
a) Possui três fosfatos com alta energia para ser utilizada em reações químicas
b) Possui um único fosfato útil para acoplamento de reações
c) A quebra do ATP libera somente energia na forma de calor
d) É normalmente quebrado em A + 3Pi para acoplamento de reações
e) Possui dois fosfatos que podem ser transferidos para favorecimento de reações endergônicas
6) A fonte de energia livre armazenada em ligações químicas na célula é:
a) O citosol
b) O retículo endoplasmático rugoso
c) Os lisossomos
d) A mitocôndria
e) A membrana plasmática
Respostas:
1) a - ∆G° = ∆H°-T∆S°; então, se ∆H° = 0 então ∆G° = -T∆S°.
2) d
3) d
4) c
5) e
6) d
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