2. Carboidratos / sacarídeos / glicídeos / açúcares

Exercício 18
Verdadeira ou falsa a seguinte afirmação? Explique.
"O nome 'carboidratos' baseia-se num mal-entendido científico antigo."

Classificação simples dos sacarídeos:
  1. Mono-sacarídeos: glicose, frutose, galactose(C6H12O6)
  2. Di-sacarídeos: sacarose (açúcar), lactose, maltose (C12H22O11)
  3. Poli-sacarídeos: amido, amilose, celulose( (C6H10O5)n)

monosacarídeos

Estruturas:

   Glicose       α- e β-Galactose           Frutose       Ribose

mais uma vez:


Os monosacarídeos podem se encontrar de forma cíclica (veja acima) ou de forma linear.
Como se vê na imagem, o glicose pode se encontrar em dois tipos de forma cíclica.

A estrutura linear é oxidável com um oxidante fraco:
Ag+ (reagente de Tollens),ou com Cu2+(reagente de Fehlings)

A estrutura cíclica pura oxida-se dificilmente, mas uma vez que as duas estruturas (linear e cíclica) se encontram num equilíbrio químico, oxida-se a estrutura linear, o equilíbrio desloca-se para formar mais linear. Afinal, toda forma cíclica desaparece.


Exercício 19
Estude bem as duas imagens em seguida: glucose e frutose existem em duas formas, linear e cíclica, e as duas formas em meio aquoso ficam sempre em equilíbrio. Apenas a estrutura linear tem o próprio grupo para oxidar (grupamento redutor).
Explique claramente porque é que no processo redox não só a estrutura linear desaparece, mas também a parte cíclica.





disacarídeos

Alguns disacarídeos são:
    Maltose                         Sacarose                         Lactose

Sacarose não é oxidável com Ag+ ou com Cu2+.

Maltose e lactose são oxidáveis com Ag+ ou com Cu2+.

Exercício 20
A oxidabilidade da estrutura cíclica depende do lugar do O no anel. Se uma das ligações C - O no anel pode-se abrir facilmente (formando a estrutura linear), oxidação é fácil.
Analise, com ajuda das estruturas indicadas, porque é que certos anéis não e outros sim podem abrir.


polisacarídeos

Amido não é oxidável com Ag+ ou com Cu2+.



O amido tem uma estrutura 'hélice / hélix' que se pode corar com iões I3-

ou


Exercício 21
Iodo, sendo uma substância bastante apolar, não dissolve em água, mas sim em água com o sal iodeto de potássio. Explique.


Reagente de Fehling

CuSO4(aq) + 2NaOH(aq) à Cu(OH)2(s) + Na2SO4(aq)

Cu(OH)2(s) Cu2+ + 2OH-(equ. 1)
Cu2+ + e- Cu+

Juntar a substância tartrato de sódio vai roubar os iões de Cu2+do equilíbrio 1, assim desaparece o precipitado Cu(OH)2 e surge uma solução transparente de cor azul escura = Reagente Fehlings (RF).
RF tem iões Cu2+ que podem oxidar um redutor (p.ex. o grupo aldeído), captando 1 electrão formando iões Cu+que continuam a reagir até formar um outro precipitado, Cu2O(s) de cor laranja/vermelha.
Assim pode-se provar a presença de monossacarídeos.

Exercício 22
Verdadeiro ou falso?
Para detectar glicose na urina, um método mais específico do que aquele com reagente de Fehling, é o método enzimático com glicose-oxidase.
Resposta

Aspartame é uma substância aplicada por pessoas que querem evitar a formação de barrigas fortes. Todos os açúcares contêm bastante energia. Não só põem sacarídeos no café e chá, mas também muitos outros consumíveis (jam, por exemplo) vêm com muito açúcar também.

Para uma pessoa que não executa trabalho laboral pesado, esta situação pode criar um corpo forte e gordo, que em geral não é tão bom para a saúde. Portanto, há pessoas, em particular nos países ricos, que querem combater a gordura e põem substituintes dos açúcares no café, por exemplo: aspartame. É uma substância que as fábricas de cocacola aplicam em cola dieta.
O segredo é o facto de que aspartame entra o corpo sem participar no metabolismo, ou seja, sem criar nehuma energia ou gordura. Mas um aviso é necessário: vários substituintes dos açúcares, em grande quantidades, podem criar câncro.

Exercício 23
Examine bem a estrutura de aspartame e classifique todos os grupos funcionais que nela reconhece.


2.1 Energia na bioquímica

Em princípio, as regras para todas as reacções químicas concernentes o efeito exotérmico ou endotérmico são iguais na bioquímica, ou seja, nos seres vivos. Existem reacções bioquímicas que precisam de energia e outros produzem energia. A energia que funciona nos seres vivos tem uma forma especial, a melhor conhecida sendo o "ATP" (Adenosina Tri Phosfato). é uma molécula com ligações activadas, ricas com energia.
Para viver, quase todos os seres vivos precisam de respirar, com oxigénio sendo a substância mais preciosa. As plantas verdes ainda têm uma outra opção, que é quase o contrário: a fotossintese, que produz oxigénio em vez de gastá-lo.
é de sublinhar que a respiração e a fotossintese não são as únicas reacções bioquímicas com efeitos energéticos. TODAS as reacções bioquímicas têm carácter exotérmico ou endotérmico. Não é possível aqui tratar de todas.


2.2 Fotossíntese e respiração

Há dois processos contrários na natureza:
  1. a respiração: C6H12O6 + 6O2 6CO2 + 6H2O     exotérmico(ΔH < 0)
  2. o fotossintese: 6 CO2 + 6H2O C6H12O6 + 6O2       endotérmico (ΔH > 0)
Não somente os seres humanos e animais, mas também as plantas. respiram! Oposto ao fotossintese, a respiração não depende de energia externa; ao contrário, produz energia em particular por oxidação dos açúcares.
As plantas verdes têm a potência de realizar os dois processos que, de modo geral, acontecem tanto à noite (respiração) e de dia (fotossintese, com a luz do sol).

Exercício 24
Imagine uma situação na qual um certo homem (por exemplo por mutação) apanhou a possibilidade de realizar o fotossintese algures no seu corpo. Quais as consequências?
Resposta


2.3 Ciclo do ácido cítrico (ciclo de Krebs)

Tal como o ciclo de Ureia, este ciclo de Krebs acontece nas mitocóndrias.
O oxidante (O2) ajuda na descarboxilação do ácido cítrico, no decurso de todas as reacções do ciclo.
Uma volta completa no ciclo reduz as substâncias com dois átomos de carbono ( 2CO2).
Átomos de hidrogénio ligam-se às carregadores de energia: FAD e NAD, os quais logo depois vão formar ATP Podemos considerar o ATP o combustível dos seres vivos, as próprias moléculas com energia química.

São nove passos, nove reacções parciais, com a equação global:
Citrato oxalo acetato
C6H5O72- +H2O C4H2O52-+2CO2 + 5H

Moléculas de FAD e NAD apanham os radicais de H, assim ganhando bastante energia. Mais tarde, os átomos de H reagem com Oxigénio formando H2O (reacção muito exotérmica). Água e dióxido de carbono são os produtos finais.
A função mais importante deste ciclo é a formação de energia química.

Exercício 25
O que pode dizer sobre o fluxo de electrões nos processos acima indicados?



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