segunda-feira, 8 de abril de 2013

Biologia I - Distribuição da matéria

Transporte nas plantas

Todas as plantas, desde as mais pequenas, às mais altas precisam de transportar substâncias.

Por exemplo, as raízes terão de captar água e sais minerais do solo e transportá-los para as folhas, que realizam a fotossíntese. Os compostos orgânicos produzidos nas folhas serão depois transportados para todas as partes da planta.

O movimento de água e de substâncias inorgânicas e orgânicas nas plantas é conhecido como translocação.

As plantas podem ser classificadas em:

- Não vasculares, quando não apresentam tecidos condutores especializados no transporte de substâncias.

Exemplo: musgos.

- Vasculares, quando apresentam tecidos especializados (xilema e floema) no transporte de substâncias.

Exemplo: pinheiro.

(Imagem in: http://williamenatashabioifes.wordpress.com/category/botanica/)

Tecidos de transporte nas plantas

(Imagem in: http://vegetalfisio.blogspot.pt/)

Animação - http://www.biology.ualberta.ca/facilities/multimedia/uploads/alberta/transport.HTML

Animação McGraw Hill -

http://highered.mcgraw-hill.com/sites/9834092339/student_view0/chapter38/animation_-_phloem_loading.HTML

Xilema

O xilema é o tecido de transporte de seiva bruta, água e sais minerais, através do corpo das plantas.

É formado essencialmente por células mortas, os traqueídos e os elementos dos vasos.

A morte destas células deve-se ao facto de ficarem impregndas com lenhina, que dá resistência às parede celulares.

Estas células estão colocadas topo a topo e não possuem paredes transversais.

(Imagem in: http://www.sobiologia.com.br/conteudos/Morfofisiologia_vegetal/morfovegetal22.php)

Floema

O floema é o tecido de transporte de seiva elaborada, água e compostos orgânicos, através do corpo das plantas.

O floema é formado por células vivas, as células dos tubos crivosos e as células de companhia.

Netxplica - http://www.netxplica.com/manual.virtual/exercicios/bio10/transporte.plantas.1/10.BIO.vasos.2.htm

O floema e o xilema percorrem todos os órgãos da planta: a raiz, o caule e a folha.

Estrutura de uma folha

A epiderme das colhas possui uma cutícula que protege as folhas da desidratação.

O mesófilo das folhas é constituído por parênquima clorofilino, que é um tecido vegetal especializado na fotossíntese.

Os feixes vasculares são duplos e colaterais, pois são formados por xilema e floema, e localizam-se nas nervuras das folhas.

Na fotografia observam-se células de folhas da epiderme de coentros. Os estomas estão também bem visíveis na fotografia.

Estrutura das folhas -
http://www.jsheducation.com/B21._Leaves_And_Photosynthesis.swf

Estrutura de um caule

(Imagem in: http://www.mundoeducacao.com.br/biologia/caule.htm)

No caule a epiderme, tal como na folha, é cutinizado para proteger a planta da desidratação.

Os feixes condutores são duplos e colaterais, estando no caso das dicotiledónias, o floema localizado na parte externa do caule.

Estrutura de uma raiz

A epiderme das raízes possui células especializadas na absorção de água e sais minerais, os pêlos radiculares.

Os feixes condutores são simples e alternos.

Legenda a seguinte figura.

Animação sobre plantas -

http://www.wwnorton.com/college/biology/discoverbio3/full/content/ch31/animations.asp

Absorção de água e de solutos pela raiz

Os pêlos radiculares vão aumentar a eficiência na absorção de substâncias do solo, pois aumentam a área de absorção da raiz.

Animação McGraw Hill -
http://highered.mcgraw-hill.com/sites/9834092339/student_view0/chapter38/animation_-_mineral_uptake.html

Transporte no xilema

Hipótese da pressão radicular

Esta hipótese defende que existe uma pressão de água na raiz (pressão radicular) que provoca a ascensão da seiva bruta.

A pressão radicular pode ser observada através da exsudação (choro da videira) e da gutação.

Na extremidade das nervuras da folha do morangueiro observam-se gotas de água resultantes de uma pressão radicular elevada. Este processo denomina-se de GUTAÇÃO.

Ao cortar o caule de plantas de pequeno porte junto da raiz é possível observar a pressão radicular, a exsudação.

(Imagem in: http://www.ischool.zm/bio/Ch.%208%20Transport%20in%20Flowering%20Plants.htm)

Limitações da hipótese da pressão radicular

A pressão radicular não é suficiente para explicar a ascensão da água até ao topo de certas árvores (por exemplo em árvores de grande porte);
Algumas espécies de plantas que não apresentam pressão radicular.

Hipótese da tensão-coesão-adesão

Na hipótese da tensão-coesão-adesão referente à ascensão da seiva bruta intervêm diversos fatores:

- Transpiração que cria tensão foliar

- Coesão das moléculas de água

- Adesão das moléculas de água às paredes dos vasos xilémicos;

- Absorção de água pela raiz.

Vídeo - http://www.dnatube.com/video/1873/Cohesion-Transport-Theory

Controlo da transpiração

Laboratório virtual - http://www.mhhe.com/biosci/genbio/virtual_labs/BL_10/BL_10.HTML

Controlo da abertura e fecho dos estomas -
http://highered.mcgraw-hill.com/sites/0072919183/student_view0/chapter27/elearning.html

Transporte no floema

A utilização de afídeos (insetos que parasitam as plantas, sugando-lhes a seiva) pelos cientistas, permitiu-lhes descobrir a composição química da seiva elaborada.

A seiva elaborada flui com elevada pressão dentro dos vasos floémicos. Por isso, quando os afídeos se alimentam, a seiva entra pelo estilete e sai pelo ânus, permitindo assim a colheita da seiva elaborada.

Hipótese do fluxo de massa ou fluxo sob pressão

Transporte nos animais

Os sistemas de transporte nos animais são fundamentais, pois as células precisam de receber continuamente oxigénio e nutrientes e, por outro lado, precisam de eliminar dióxido de carbono e resíduos orgânicos.

Os animais aquáticos muito simples, como corais, medusas e planárias, não possuem sistema de transporte. Mas, como são muito simples e de pequenas dimensões e como vivem dentro da água, conseguem trocar as substâncias diretamente com o meio.

Nos animais mais complexos existem dois tipos de sistemas de transporte: o sistema circulatório aberto e o sistema circulatório fechado.

Exercício: http://www.netxplica.com/manual.virtual/exercicios/bio10/transporte.animais.1/10.BIO.aberto.fechado.1.htm

Sistema circulatório aberto

O sangue não circula no organismo sempre dentro de vasos sanguíneos.

Os artrópodes (aracnídeos e insectos) possuem este tipo de sistema de transporte.

O coração destes animais tem normalmente forma tubular, atravessando toda a zona dorsal.

O sangue sai do coração e percorre o espaço extracelular (fora de vasos sanguíneos), as lacunas, por este motivo é costume chamar a este tipo de sangue, hemolinfa.

O sangue (hemolinfa) regressa depois ao coração, entrando pelos ostíolos.

O percurso do sangue das células de volta para o coração, faz-se de forma muito lenta.

(Imagem in: http://science.kennesaw.edu/~jdirnber/Bio2108/Lecture/LecPhysio/PhysioCirculatory.html)

Sistema circulatório fechado

Os anelídeos possuem sistema circulatório fechado.

O seu sangue circula sempre dentro de vasos sanguíneos, atingindo por isso maior velocidade e maior eficácia do que no sistema circulatório aberto.

Na minhoca existem dois grandes vasos sanguíneos, um dorsal e um ventral, que percorrem todo o corpo da minhoca. Estes dois vasos encontram-se ligados por arcos aórticos.

Exercício: http://www.netxplica.com/manual.virtual/exercicios/bio10/transporte.animais.1/10.BIO.fechado.htm

Sistema circulatório nos vertebrados

Nos vertebrados o sistema circulatório é mais complexo e apresenta a seguinte constituição:

- o coração que é um órgão musculoso que bombeia o sangue através de artérias;

- as artérias que ramificam-se por todos o organismo e dividem-se em arteríolas e, estas em capilares;

- os capilares são vasos muito finos, formados apenas por uma camada de células, e apresentam um calibre muito reduzido, pelo que permitem a troca de substâncias entre as células e o sangue;

- os capilares reúnem-se em vénulas e estas em veias;

- as veias são responsáveis pelo transporte do sangue de volta para o coração.

(Imagem in:http://www.prof2000.pt/users/cristianoc/vasos_sanguineos.htm)

Exercício: http://www.netxplica.com/manual.virtual/exercicios/bio10/transporte.animais.1/10.BIO.fechado.ordenar.htm

(Imagem in: http://www.studyblue.com/notes/note/n/biol-1202-spring-2012-final-exam-flashcards/deck/2723216)

Circulação simples

Nos peixes a circulação é simples, pois o coração só é atravessado por sangue venoso.

Exercício: http://www.netxplica.com/manual.virtual/exercicios/bio10/transporte.animais.2/10.BIO.circulacao.simples.htm

Exercício: http://www.netxplica.com/manual.virtual/exercicios/bio10/transporte.animais.2/10.BIO.circulacao.simples.dupla.htm

Circulação dupla incompleta

Nos anfíbios a circulação é dupla, pois existe circulação pulmonar e circulação sistémica.

O coração dos anfíbios apresenta um coração com duas aurículas e apenas um ventrículo, permitindo assim que o sangue venoso e arterial se misturem. Deste modo, a circulação nestes animais é incompleta.

Nos répteis, tal como nos anfíbios, a circulação é dupla incompleta.

No entanto, verifica-se uma ligeira evolução no coração, pois existe um pequeno septo a separar os ventrículos.

Exercício: http://www.netxplica.com/manual.virtual/exercicios/bio10/transporte.animais.2/10.BIO.circulacao.simples.dupla.htm

Exercício: http://www.netxplica.com/manual.virtual/exercicios/bio10/transporte.animais.2/10.BIO.circulacao.dupla.incompleta.htm

Nestes animais a mistura de sangue arterial e venoso não é total, pois as aurículas esquerda e direita não se contraem ao mesmo tempo.

Circulação dupla completa
Este tipo de circulação está presente em aves e mamíferos.
Nestes animais com circulação dupla completa, o coração possui 4 cavidades (2 aurículas e 2 ventrículos), não havendo por isso mistura de sangue arterial com sangue venoso.
Este tipo de circulação sanguínea permite uma melhor eficácia no metabolismo celular dos animais que a possuem. Como não se observa mistura dos dois tipos de sangue, a quantidade de oxigénio levada às células é muito maior, pelo que este animais possuem níveis metabólicos elevados, contribuindo assim, para a manutenção da temperatura corporal constante (são animais homeotérmicos ou endotérmicos).

Animações: ttps://www.lcmrschooldistrict.com/roth/PowerPoint_Lectures/chapter36/videos_animations/circulatory_systems.HTML
http://www.hhmi.org/biointeractive/circulatorium/frames.html
http://www.mhhe.com/biosci/genbio/biolink/j_explorations/ch19expl.htm

Circulação pulmonar e sistémica: http://www.kscience.co.uk/animations/blood_system.swf

Animação cardíaca:
http://highered.mcgraw-hill.com/sites/0072495855/student_view0/chapter22/animation__the_cardiac_cycle__quiz_1_.html

Formação da linfa

http://www.johnwiley.net.au/highered/interactions/media/Distribution/content/Distribution/lymph1a/frameset.htm

quarta-feira, 20 de fevereiro de 2013

Biologia ano I - Obtenção de matéria

Obtenção de matéria pelos heterotróficos

Membrana plasmática ou celular

A membrana celular delimita todos os tipos de células, quer sejam procarióticas ou eucarióticas.

A membrana celular, para além de manter a integridade da célula, constitui a principal fronteira da célula com o meio extracelular, assegurando a troca seletiva de substâncias.

(Imagem in: http://pt.wikibooks.org/wiki/Citologia/Membrana_Celular)

Animação - http://www.johnkyrk.com/cellmembrane.html

Exercício - http://www.wisc-online.com/Objects/ViewObject.aspx?ID=ap1101

Transporte através da membrana

Transporte passivo

É um transporte que ocorre a favor do gradiente e sem dispêndio de energia
O transporte passivo inclui o transporte não mediado e a difusão facilitada.

Transporte não mediado

As substâncias atravessam a membrana livremente, a favor do gradiente de concentração, sem a intervenção de proteínas transportadoras.

Difusão simples

Existem pequenas moléculas que atravessam a membrana plasmática a favor do gradiente de concentração (do meio hipertónico, para o hipotónico) sem dispêndio de energia.

Exemplos: o oxigénio e o dióxido de carbono atravessam a membrana por difusão simples.

Osmose
É o transporte de água através da membrana celular.
Nota: A água é um solvente universal!
A água movimenta-se do meio hipotónico (menos concentrado) para o meio hipertónico (mais concentrado), até que os dois meios fiquem com igual concentração de soluto, meios isotónicos.

Animação de transporte passivo
http://programs.northlandcollege.edu/biology/biology1111/animations/passive1.swf

Transporte mediado

Existem certas moléculas, tais como glicose e aminoácidos, e iões, porque têm carga elétrica, que atravessam a membrana através de proteínas transmembranares ou transportadoras.

Difusão facilitada
Este tipo de transporte é passivo, pois faz-se a favor do gradiente de concentração, sem dispêndio de energia.

Transporte ativo
Este tipo de transporte é ativo, pois faz-se contra o gradiente de concentração, com dispêndio de energia

Animação de transporte ativo
http://programs.northlandcollege.edu/biology/biology1111/animations/passive1.swf

Transporte em quantidade

Quando as células transportam do meio extracelular para o intracelular e vice-versa, elevada quantidade de substâncias ou mesmo outras células.

Endocitose
Transporte de substâncias do meio extracelular para o meio intracelular.

Fagocitose
A célula emite prolongamentos citoplasmáticos, pseudópodes, que englobam partículas sólidas ou mesmo outras células do meio extracelular para o meio intracelular. Formam-se vesículas de endocitose, rodeadas por membrana celular dentro do citoplasma.

Pinocitose
É um processo semelhante à fagocitose, mas as substâncias que entram na célula são fluidas e são captadas por invaginações da membrana celular. Formam-se no citoplasma vesículas pinocíticas, que são mais pequenas que as fagocíticas.

Exocitose
Ocorre a expulsão de substâncias do interior da célula, através da fusão da membrana das vesículas de exocitose com a membrana plasmática. Deste modo a célula excreta substâncias para o meio extracelular.

Animação - http://www.wiley.com/college/boyer/0470003790/animations/membrane_transport/membrane_transport.htm

Atividade Laboratorial - Osmose em células vegetais

Ingestão, digestão e absorção

A ingestão consiste na introdução dos alimentos dentro do organismo.

A digestão consiste na transformação de moleculas complexas, presentes nos alimentos, em moléculas mais simples. Estas reações são de hidrólise e ocorrem com a ajuda de enzimas, que são biocatalizadores.

A aborção consiste na entrada de moléculas simples para dentro das células através da membrana plasmática.

Digestão intracelular

(Imagem in: http://www.sobiologia.com.br/conteudos/Citologia/cito22.php)

Animação - http://telstar.ote.cmu.edu/biology/animation/
- http://highered.mcgraw-hill.com/sites/007337797x/student_view0/chapter5/animation_quiz_-_lysosomes.html
- http://sites.sinauer.com/cooper5e/animation1303.html

Digestão extracorporal e extracelular

Os Fungos são seres vivos heterotróficos microconsumidores.

Os Fungos lançam enzimas hidrolíticas para fora do corpo, para o meio extracelular, onde ocorre digestão. Depois absorvem os nutrientes digeridos.

Estes seres vivos, quando multicelulares são formados por hifas, que são estrutuas celulares filamentosas, adaptadas a este tipo de digestão.

(Imagem in: http://www.infoescola.com/biologia/reino-fungi-fungos-cogumelos/)

Exercício: http://www.netxplica.com/manual.virtual/exercicios/bio10/heterotrofia.2/10.BIO.digestao.tipos.htm

Animação - http://bugs.bio.usyd.edu.au/learning/resources/CAL/Microconcepts/moviePages/extracellular_digestion.html

Digestão intra-corporal

A maioria dos animais realizam digestão intra-corporal, isto é, dentro do corpo, e extracelular em órgãos próprios.

Nexplica:
http://www.netxplica.com/manual.virtual/exercicios/bio10/heterotrofia.2/10.BIO.tubos.digestivos.htm
http://www.netxplica.com/manual.virtual/exercicios/bio10/heterotrofia.2/10.BIO.digestao.extracelular.2.htm

Animação de digestão - http://kitses.com/animation/swfs/digestion.swf

Obtenção de matéria pelos autotróficos

Os seres vivos autotróficos produzem a sua matéria orgânica, assim...

...se utilizarem a luz solar como fonte de energia, chamam-se fotoautotróficos;
...se utilizarem a energia de certos compostos inorgânicos de enxofre ou azoto, chamam-se quimioautotróficos.

ATP

A adenosina trifosfato (ATP) é uma molécula com alto valor energético para os seres vivos.

ATP sofre hidrólise e transforma-se ADP + P ⇨ Esta reação é exoenergética.
ADP + P sofre condensação e transforma-se em ATP ⇨ Esta reação é endoenergética.

Vídeo - http://www.youtube.com/watch?v=bbtqF9q_pFw

Fotossíntese

A partir da luz solar, do dióxido de carbono e da água, os seres vivos fotossintéticos, como plantas, algas e cianobactérias, produzem matéria orgânica, capaz de sustentar toda a biosfera. Por isso, estes seres vivos são denominados produtores, constituindo a base das cadeias alimentares.

(Imagem in: http://cienciabr.org/2010/organismos-produtores/)

As folhas são os principais órgãos fotossintéticos

(Imagem in: http://www.cientic.com/portal/index.php?option=com_content&view=article&id=209:autotrofia-parte-i&catid=21:obtencao-de-materia&Itemid=87)

As células das folhas apresentam grande quantidade de cloroplastos. Estes organelos possuem dupla membrana e internamente são constituídos por tilacóides, que são estruturas empilhadas (parecem-se com pratos empilhados) que contém pigmentos fotossintéticos. Os tilacoides estão mergulhados num meio denominado estroma.

(Imagem in: http://www.nature.com/scitable/topicpage/plant-cells-chloroplasts-and-cell-walls-14053956)

Cloroplasto:http://bio156.aznetwork.com/animated!/chapter03/videos_animations/chloroplast.html
Animação: http://dendro.cnre.vt.edu/forestbiology/photosynthesis.swf

Espetro de absorção dos pigmentos fotossintéticos

A absorção da luz pela clorofila faz-se com intensidade máxima nas faixas de comprimento de onda de 450 nm (nanómetros), que é correspondente à luz azul, e de 700 nm que corresponde, à luz vermelha. Esta descoberta foi feita através da experiência de Engelmann, que descobriu a eficiência fotossintética nessas zonas do espetro de luz.

(Imagem in: http://5e.plantphys.net/article.php?ch=7&id=66)

Simulação: http://www.phschool.com/science/biology_place/biocoach/photosynth/action.HTML

Mecanismos da fotossíntese

Nexplica http://www.netxplica.com/exercicios/bio10/fotossintese.experiencias.htm

A fotossíntese compreende 2 fases:

- a fase fotoquímica - conhecida como a "fase clara", pois é aquela que está diretamente dependente da luz absorvida pelos pigmentos fotossintéticos.

- a fase química - conhecida como "fase escura", pois não depende diretamente da energia luminosa.

(Imagem in: http://educador.brasilescola.com/estrategias-ensino/fotossintese-sugestao-aula.htm)

(Imagem in: http://analuizabaierle.blogspot.pt/2010/06/bjtao-2-bi.html)

Animação: http://homework.syossetistops.org/userimages/mhendrickson/Photosynthesis/leaf_chloroplast_v2.swf

Fase fotoquímica da fotossíntese

A luz incide nos pigmentos fotossintéticos (clorofila) que se encontram nos tilacóides.
Os pigmentos fotossintéticos oxidam-se e libertam um eletrão que é recebido por um recetor primário.
A água sofre fotólise, ou seja, é decomposta por ação da luz em O₂, que se liberta para a atmosfera, e em H⁺ e eletrões.
O ADP é fosforilado e transformado em ATP.
O transportador de eletrões, NADP⁺ transforma-se em NADPH.

(Imagem in: http://www.infoescola.com/biologia/fotossintese/)

Fase química da fotossíntese

Ocorre no estroma dos cloroplastos e é nesta fase que se forma a glicose.
O conjunto de reações químicas que leva à formação da glicose chama-se ciclo de Calvin.
É nesta fase que o CO₂atmosférico é fixado a uma molécula orgânica, a ribulose difosfato, RDP.
Para se formar uma molécula de glicose é necessário fixar 6 CO₂ e é necessário que as reações do ciclo de Calvin ocorram também 6 vezes. Neste ciclo o ATP é desfosforilado (transferindo energia) e o NADPH é oxidado (forncendo eletrões).