IMPORTANTES
(p. 34-49)Compostos inorgânicos
(p. 34-37)1. Os compostos inorgânicos normalmente são moléculas pequenas li- gadas ionicamente.
2. A água e muitos ácidos, bases e sais comuns são exemplos de compos- tos inorgânicos.
Água
(p. 34, 35)3. A água é a substância mais abundante nas células. 4. Como a água é uma molécula polar, ela é um ex-
celente solvente.
5. A água é um reagente em muitas reações de de- composição da digestão.
6. A água é um excelente tampão de temperatura.
Ácidos, bases e sais
(p. 35)7. Um ácido se dissocia em H+
e ânions. 8. Uma base se dissocia em OH– e cátions.
9. Um sal se dissocia em íons negativos e positivos, nenhum dos quais é H+
ou OH–
.
Equilíbrio acidobásico: o conceito de pH
(p. 35-37)10. O termo pH refere-se à concentração de H+ em uma solução. 11. Uma solução de pH 7 é neutra; um pH abaixo de 7 indica acidez; um
pH acima de 7 indica alcalinidade.
12. O pH dentro de uma célula e em meio de cultura pode ser estabilizado com tampões de pH.
Compostos orgânicos
(p. 37-49)1. Os compostos orgânicos sempre contêm carbono e hidrogênio. 2. Os átomos de carbono formam até quatro ligações com outros áto-
mos.
3. Os compostos orgânicos são principalmente ou inteiramente ligados de modo covalente, e muitos deles são moléculas grandes.
Estrutura e química
(p. 37, 38)4. Uma cadeia de átomos de carbono forma um esqueleto de carbono. 5. Os grupos funcionais dos átomos são responsáveis pela maioria das
propriedades das moléculas orgânicas.
6. A letra R pode ser utilizada para representar o restante de uma molé- cula orgânica.
7. Classes de moléculas frequentemente encontradas são R—OH (alco- óis) e R—COOH (ácidos orgânicos).
8. As moléculas orgânicas pequenas podem combinar-se para formar moléculas muito grandes, chamadas de macromoléculas.
9. Os monômeros normalmente se unem por síntese por desidratação, ou reações de condensação, que formam água e um polímero. 10. As moléculas orgânicas podem ser quebradas por hidrólise, uma rea-
ção que envolve a separação das moléculas de água.
Carboidratos
(p. 38-40)11. Os carboidratos são compostos consistindo de átomos de carbono, hidrogênio e oxigênio, com hidrogênio e oxigênio em uma relação de 2:1.
12. Os carboidratos incluem os açúcares e os amidos.
13. Os carboidratos podem ser classificados como monossacarídeos, dis- sacarídeos e polissacarídeos.
14. Os monossacarídeos contêm de três e sete átomos de carbono.
C H H H H – – – – – + + + + + + Tortora_02.indd 50 30/06/11 17:23
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15. Os isômeros são duas moléculas com a mesma fórmula química, mas com estruturas e propriedades diferentes – como exemplo, glicose (C6H12O6) e frutose (C6H12O6).
16. Os monossacarídeos podem formar dissacarídeos e polissacarídeos por síntese por desidratação.
Lipídeos
(p. 40, 41)17. Os lipídeos são um grupo de compostos variados que se distinguem por sua insolubilidade em água.
18. Os lipídeos simples (gorduras) consistem em uma molécula de glice- rol e três moléculas de ácidos graxos.
19. Um lipídeo saturado não tem ligações duplas entre os átomos de car- bono nos ácidos graxos; um lipídeo insaturado tem uma ou mais liga- ções duplas. Os lipídeos saturados têm um ponto de fusão maior que os lipídeos insaturados.
20. Os fosfolipídeos são lipídeos complexos consistindo de glicerol, dois ácidos graxos e um grupo fosfato.
21. Os esteroides têm estruturas de anel de carbono; os esteróis têm um grupo funcional hidroxila.
Proteínas
(p. 42-45)22. Os aminoácidos são os blocos construtivos das proteínas.
23. Os aminoácidos consistem em carbono, hidrogênio, oxigênio, nitro- gênio e algumas vezes enxofre.
24. Vinte aminoácidos ocorrem naturalmente nas proteínas.
25. Ao unirem os aminoácidos, as ligações peptídicas (formadas por sín- tese por desidratação) permitem a formação das cadeias polipeptídi- cas.
26. As proteínas têm quatro níveis de estrutura: primária (sequência de aminoácidos), secundária (hélices e folhas pregueadas), terciária (es-
trutura tridimensional geral de um polipeptídeo) e quaternária (duas ou mais cadeias polipeptídicas).
27. As proteínas conjugadas consistem em aminoácidos combinados com outros compostos orgânicos ou inorgânicos.
Ácidos nucleicos
(p. 45-47)28. Os ácidos nucleicos – DNA e RNA – são macromoléculas consistindo de nucleotídeos repetidos.
29. Um nucleotídeo é composto de uma pentose, um grupo fosfato e uma base nitrogenada. Um nucleosídeo é composto de uma pentose e uma base nitrogenada.
30. O nucleotídeo DNA consiste em desoxirribose (uma pentose) e uma das seguintes bases nitrogenadas: timina ou citosina (pirimidinas) ou adenina ou guanina (purinas).
31. O DNA consiste em duas fitas de nucleotídeos enroladas em uma héli- ce dupla. As fitas são unidas por pontes de hidrogênio entre os nucleo- tídeos purina e pirimidina: AT e GC.
32. Os genes consistem em sequências de nucleotídeos.
33. Um nucleotídeo RNA consiste em uma ribose (uma pentose) e uma das seguintes bases nitrogenadas: citosina, guanina, adenina ou ura- cila.
Trifosfato de adenosina (ATP)
(p. 47-49)34. O ATP armazena energia química para várias atividades celulares. 35. Quando a ligação do grupo fosfato terminal do ATP é hidrolisada, a
energia é liberada.
36. A energia das reações de oxidação é utilizada para regenerar ATP a partir de ADP e fosfato inorgânico.
QUESTÕES PARA ESTUDO
As respostas para as questões de revisão e múltipla escolha podem ser encon- tradas na seção Respostas deste livro.
Revisão
1. O que é um elemento químico?
2. DESENHE Esquematize a configuração eletrônica de um átomo de
carbono.
3. Que tipo de ligação une os seguintes átomos? a. Li+ e Cl– em LiCL.
b. Os átomos de carbono e oxigênio no metanol. c. Os átomos de oxigênio no O2.
d. Um átomo de hidrogênio de um nucleotídeo com um átomo de nitrogênio ou oxigênio de outro nucleotídeo em:
Guanina Desoxirribose- -fosfato Desoxirribose- -fosfato Citosina H N N N O H N N H N H N H N H O H H
4. Classifique os seguintes tipos de reações químicas. a. Glicose + frutose → sacarose + H2O.
b. Lactose + H2O → glicose + galactose. c. NH4Cl + H2O → NH4OH + HCl.
d. ATP → ADP + i.
5. As bactérias utilizam a enzima urease para obter nitrogênio em uma forma que elas possam utilizar na reação seguinte:
Para que serve a enzima nessa reação? Que tipo de reação é essa? 6. Classifique os seguintes compostos como subunidades de um carboi-
drato, lipídeo, proteína ou ácido nucleico. a. b. Serina C H OH NH2 CH2 COOH c. C6H12O6. d. Nucleotídeo timina. Tortora_02.indd 51 27/06/11 14:38
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7. DESENHE O adoçante artificial aspartame, ou NutraSweet, é feito ao
se juntar o ácido aspártico com a fenilalanina metilada, como mostra- do abaixo: C N H2N OH + CH CH2 CH2 CH C O C N O H H2N CH CH2 CH2 CH C CH3 H2O O O + C OH O CH3 O O H H C OH O
a. Que tipos de moléculas são o ácido aspártico e a fenilalanina? b. Em que direção é a reação de hidrólise (da esquerda para a direita
ou da direita para a esquerda)?
c. Faça um círculo nos átomos envolvidos na formação da água. d. Identifique a ligação peptídica.
8. DESENHE O seguinte diagrama mostra a proteína bacteriorrodop-
sina. Indique as regiões de estrutura primária, secundária e terciária. Essa proteína tem uma estrutura quaternária?
9. DESENHE Desenhe um lipídeo simples e mostre como ele poderia
ser modificado para um fosfolipídeo.
Múltipla escolha
Os radioisótopos são frequentemente usados para marcar moléculas em uma célula. O destino dos átomos e moléculas em uma célula pode ser então acompanhado. Esse método é a base das questões 1 a 3.
1. Imagine que E. coli seja cultivada em um meio nutriente contendo o radioisótopo 16N. Após um período de 48 horas de incubação, os isó-
topos 16N mais prováveis de se encontrar nas moléculas de E. coli são:
a. Carboidratos. b. Lipídeos. c. Proteínas. d. Água.
e. Nenhuma das alternativas.
2. Se bactérias Pseudomonas são supridas com citosina marcada radioa- tivamente, após um período de incubação de 24 horas, em qual subs- tância da célula a maioria dessa citosina deveria ser encontrada:
a. Carboidratos. b. DNA. c. Lipídeos. d. Água. e. Proteínas.
3. Se a E. coli foi cultivada em um meio contendo o isótopo radioativo
32P, o 32P deveria ser encontrado em todas as seguintes moléculas da
célula, exceto: a. ATP. b. Carboidratos. c. DNA.
d. Membrana plasmática. e. Nenhuma das alternativas.
4. Uma bebida carbonatada, com pH 3, é ____ vezes mais ácida que a água destilada. a. 4. b. 10. c. 100. d. 1.000. e. 10.000.
5. Qual é a melhor definição de ATP?
a. Uma molécula armazenada para uso alimentar. b. Uma molécula que fornece energia para efetuar trabalho. c. Uma molécula armazenada como reserva de energia. d. Uma molécula usada como fonte de fosfato. 6. Qual das seguintes é uma molécula orgânica?
a. H
2O (água).
b. O
2 (oxigênio).
c. C18H29SO3 (isopor).
d. FeO (óxido de ferro). e. F
2C " C2F (teflon).
Classifique as moléculas mostradas nas questões 7 a 10 utilizando as se- guintes opções. 7. HNO 3 : H + + NO 3 – a. Ácido. 8. H2SO4 : 2H + + SO 4 2– b. Base. 9. NaOH : Na+ + OH– c. Sal. 10. MgSO 4 : Mg 2+ + SO 4 2–
Os produtos de dissociação das moléculas são mostrados para ajudá-lo.
Pensamento crítico
1. Quando você sopra bolhas em um copo de água, as seguintes reações ocorrem:
A B
H2O 1 CO2 H2CO3 H1 1 HCO23
a. Que tipo de reação é A?
b. O que a reação B sugere a você sobre o tipo de molécula que é H2CO3?
2. Quais são as características estruturais comuns das moléculas de ATP e DNA?
3. O que acontece com a quantidade relativa de lipídeos insaturados na membrana plasmática quando a E. coli cultivada em 25oC passa a ser
cultivada em 37oC?
4. Girafas, cupins e coalas ingerem somente vegetais. Já que os animais não podem digerir celulose, como você supõe que esses animais con- seguem se nutrir a partir das folhas e da madeira que eles ingerem?
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Aplicações clínicas
1. As bactérias Ralstonia produzem poli-β-hidroxibutirato (PHB), que é utilizado para fabricar plástico biodegradável. O PHB consiste em muitos dos monômeros mostrados a seguir. Que tipo de molécula é o PHB? Qual é a razão mais provável para uma célula armazenar essa molécula? OH OH O H3C C C C H H H
2. O Thiobacillus ferrooxidans foi responsável pela destruição de prédios no Oriente Médio ao causar alterações na terra. A rocha original, que continha carbonato de cálcio (CaCO3) e pirita (FeS2), expandiu-se à
medida que o metabolismo bacteriano causava a formação de cristais de gipsita (CaSO4). Como o T. ferrooxidans produz a alteração de car-
bonato de cálcio para gipsita?
3. Quando cresce em um animal, o Bacillus anthracis produz uma cáp- sula que é resistente à fagocitose. A cápsula é composta de ácido D- -glutâmico. Por que essa cápsula é resistente à digestão pelos fagócitos do hospedeiro? (Os fagócitos são glóbulos brancos do sangue que des- troem as bactérias.)
4. O antibiótico anfotericina B causa vazamento nas células combinan- do-se com esteróis da membrana plasmática. Você utilizaria anfoteri- cina B contra uma infecção bacteriana? E contra uma infecção fúngi- ca? Forneça uma razão pela qual a anfotericina B tem efeitos colaterais graves nos seres humanos.
5. Você pode sentir cheiro de enxofre quando ovos estão sendo fervidos. Quais aminoácidos você supõe estarem presentes no ovo?