Biologia 10º ano - Resumos
I - Diversidade na biosfera Os diversos sistemas naturais que abundam à superfície da Terra diferem no clima, solo, vegetação, vida animal e muitas outras características. A biodiversidade é a diversidade dos seres vivos que pode ser considerada a nível do ecossistema, a nível da espécie e a nível genético. Diversidade ecológica - refere-se a diversidade de comunidades presentes nos diferentes ecossistemas. Diversidade de espécies - é relativa à variedade entre espécies em diferentes habitats do planeta. Diversidade genética - inclui variedade genética dentro das populações pertencentes à mesma espécie. Espécie corresponde a um conjunto de indivíduos, em regra morfologicamente semelhantes, que podem cruzar-se entre si originando descendência fértil.
Organização biológica A diversidade da vida pode ser organizada em vários níveis: Biosfera - Ecossistema - comunidade - população - organismo - sistema de órgãos órgão - tecido - célula - organelo - molécula - átomos.
Extinção e conservação de espécies Extinção de espécies - redução do número de indivíduos de uma espécie até ao ponto em que acaba de existir. Causas que levam à extinção de espécies são: _ Destruição ou alteração do habitat; _ Sobre exploração de espécies, por colheitas, caça ou pesca; _ Ruptura das cadeias alimentares. Espécie em perigo é aquela cuja sobrevivência é considerada duvidosa se continuarem a actuar os factores que a ameaçam. Conservação de espécies - área da Ecologia que investiga o impacte humana na biodiversidade e desenvolve práticas para a preservar; Exemplos de como conservar espécies:
Criação de reservas naturais e a recuperação de áreas degradadas. É importante conservar as espécies uma vez que as espécies constituem recursos naturais cruciais; nos ecossistemas realizam processos essenciais ao suporte da vida como s purificação da água e do ar, geração e preservação dos solos férteis, decomposição de resíduos e outros; Perder espécies é perder genes únicos e empobrecer a biodiversidade.
A base celular da vida Seres unicelulares - seres vivos constituídos por uma só célula. Seres pluricelulares - seres vivos constituídos por várias células. Teoria celular Diz-nos que a célula é a unidade básica de estrutura e função dos seres vivos; Todas as células provêm de células pré-existentes; A célula é a unidade de reprodução, de desenvolvimento e de hereditariedade dos seres vivos. Células procarióticas As células procarióticas são representadas pelas bactérias, têm dimensões compreendidas entre 1 a 10 nanometros e são as estruturas mais simples do que as eucarióticas. Apresentam uma membrana celular, citoplasma, ribossomas e material genético. Estas células também apresentam uma parede celular que protege a célula e a ajuda a manter a forma. Em algumas procariontes existe ainda outra estrutura chamada cápsula. Algumas outras também têm flagelos.
Células Eucarióticas Estas células são muito mais complexas que as procariontes. Estas apresentam um núcleo e varias estruturas delimitadas que se situam no citoplasma.
Função de cada organito: Parede celular - Protecção; estrutura de suporte. Membrana celular - controlo do movimento de substâncias. Núcleo - Contém o material genético. Mitocôndrias - respiração aeróbia. Cloroplastos - fotossíntese Vacúolo central - reserva de água e outras substâncias Citoplasma - contém várias substâncias. Ribossomas - síntese de proteínas Reticulo endoplasmático - síntese de lípidos e proteínas, transporte Complexo de golgi - transformação de proteínas e lípidos Lisossomas - contêm enzimas digestivas
Constituintes básicos de uma célula Compostos inorgânicos - água e sais minerais. Biomoléculas Polímeros são macromoléculas constituídas por um grande número de unidades básicas, os monómeros. Reacção de condensação é aquela em que os monómeros unem-se formando cadeias maiores, originando polímeros. Por cada ligação liberta-se ou é removida uma molécula de água. Reacção de hidrólise é aquela em que há uma separação de um monómero devido à reacção desta com uma molécula de água. Existem 4 categorias de biomoléculas orgânicas: - Glícidos ou hidratos de carbono; - lípidos - Proteínas - Ácidos nucleicos
O monómeros das 4 categorias acima referidas são: Glícidos - glicose ou monossacarídeos Lípidos - ácidos gordos Proteínas - aminoácidos Ácidos nucleicos - nucleótidos Glícidos Os glícidos são compostos ternários constituídos por (O, H, C) De acordo com o seu grau de complexidade podem-se considerar 3 grupos: - monossacarideos - oligossacarideos - polissacarideos Os monossacarideos são as unidades básicas dos glícidos e classificam-se atendendo ao numero de átomos. Ex. Três átomos de carbono - trioses. As mais comuns são as pentoses (5C) e as hexoses (6C).
Os oligossacarideos são moléculas constituídas por 2 a 10 moléculas de monossacarideos. Polissacarideos são hidratos de carbono complexos e são formados por cadeias lineares ou ramificadas. Ex. Amido, glicogénio e a celulose. Funções dos glícidos: Função energética Função estrutural Lípidos A propriedade mais distintiva, comum a todos os lípidos é a sua fraca solubilidade na água e a sua solubilidade em solventes orgânicos como o éter e o benzeno. É um grupo muito heterogéneo e são compostos ternários. (C,O,H) Triglicerideos - lipidos de reserva. Como componentes básicos, na sua constituição intervêm ácidos gordos e um álcool, o glicerol. A molécula de ácido gordo é constituída por uma longa cadeia linear de átomos de carbono, cadeia hidrocarbonada. Fosfolipidos - lípido estrutural. Constituinte mais abundante nas membranas celulares e em compostos azotados. Os fosfolípidos são moléculas anfipáticas, ou seja, possuem uma parte polar (cabeça)que é hidrofilica e outra apolar que é hidrofóbica.
Funções dos lípidos Reserva energética - as gorduras constituem uma importante fonte de energia. Reserva estrutural - alguns lípidos, como os fosfolípidos são constituintes das membranas celulares. Protectora - há certos lípidos que revestem superfícies tornando-as mais impermeáveis à água. Vitamínica e hormonal. Proteínas (Prótidos) São compostos quartenários (C,H,O, N) A unidade básica é o aminoácido que se pode ligar e formar cadeias de tamanho e complexidade variáveis, as péptidos e as proteínas. O numero de moléculas de água removidas são o numero de aminoácidos menos um. A substituição de um aminoácido na cadeia peptídica pode alterar completamente a estrutura tridimensional do polipéptido e consequente função biológica. Proteínas - são constituídas por uma ou mais cadeias polipeptidicas e possuem estrutura tridimensional definida. As proteínas podem ser estudadas em quatro níveis: A estrutura primária - sequência de aminoácidos unidos por ligações peptidicas; A estrutura secundária - várias cadeias podem dispor-se paralelamente e ligar-se entre si por pontes de hidrogénio. Formam-se estruturas em folha pregueada. Estrutura terciária Estrutura quartenária As proteínas quando submetidas a determinados agentes podem perder a sua conformação normal, o que há sempre perda da sua função biológica. Assim diz-se que a proteína sofreu desnaturação. Ácidos nucleicos Os ácidos nucleicos são as biomoléculas mais importantes no controlo celular, pois contêm a informação genética. Existem dois tipos: O acido ribonucleico (RNA) O ácido doxirribonucleico (DNA) O DNA é uma cadeia dupla e o RNA é uma cadeia simples. A unidade básica são os nucleotidos que são constituidos por três componentes diferentes:
Grupo fosfato Pentose Bases azotadas - bases de anel duplo: Adenina e a guanina bases de anel simples: uracilo, timina, citosina. Os nucleótidos são classificados pelas suas bases azotadas. O DNA é constituído por 2 cadeias nucleotídicas unidas por pontes de hidrogénio que formam uma cadeia em hélice. Constituintes
DNA
RNA
Grupo fosfato
sim
Sim
Pentoses
desoxirribose
Ribose
Bases azotadas Adenina, timina, guanina, citosina
Adenina, uracilo, guanina, citosina
Obtenção de matéria - Heterotrofia e autotrofia Dos seres unicelulares aos seres pluricelulares Em regra os alimentos ingeridos têm de experimentar um processamento digestivo em que as substâncias complexas são transformadas em substâncias mais simples. Nos seres unicelulares essa digestão ocorre no interior da própria célula. Assim, a vida das células depende, assim, do movimento das substâncias através da membrana celular.
Membrana celular Composição química e estrutural - as membranas são basicamente complexos lipoproteicos. A membrana celular é responsável pela integridade celular, delimita a fronteira entre o meio intracelular e o meio extracelular, constituindo uma barreira selectiva, através da qual processa trocas de substâncias e energia com o meio.
Modelo de Singer e Nicholson O modelo de Singer é usualmente conhecido por modelo de mosaico fluido, visto que a superfície assemelha-se a um conjunto de pequenas peças e devido ao movimento individual de moléculas que constituem a membrana.
A membrana é constituída por uma bicamada fosfolipídica, Glicolípidos, Glicoproteínas, Proteínas extrínsecas e intrínsecas e por vezes contem colesterol.
Bicamada lipídica - Na bicamada lipídica as cadeias hidrofóbicas dos fosfolípidos estão voltadas umas paras as outras e as cabeças polares para o meio extracelular e intracelular, respectivamente. A bicamada lipídica tem um papel essencialmente estrutural e é dotada de mobilidade, permitindo às moléculas executarem movimentos laterais e de flip-flop. Proteínas - Podem ter função estrutural ou intervir no transporte de substâncias. Também funcionam como receptores de estímulos químicos vindos do meio extracelular. Glícidos - Os glícidos membranas situam-se na parte exterior da membrana plasmática. Podem ligar-se a proteínas ou lípidos. Tem um papel importante no reconhecimento de certas substâncias. Colesterol - localiza-se no meio dos fosfolipidos, nas membranas das células animais
Transporte de materiais através da membrana plasmática A membrana plasmática pode facilitar, dificultar e impedir a passagem de substâncias, uma propriedade designada por permeabilidade selectiva. Podem então ocorrer dois processos: Transporte não mediado Transporte mediado
Transporte não mediado Transporte não mediado é aquele em que as substâncias atravessam a membrana plasmática, sendo que esse movimento ocorre em favor do gradiente de concentração, sem a ajuda de proteínas. Gradiente de concentração -É a diferença de concentração entre a zona de maior concentração e a zona de menor concentração. A favor é quando as substâncias passam de um meio hipertónico( de maior concentração) para um meio hipotónico( de menor concentração). Contra é quando as substâncias passam de um meio hipotónico para um meio hipertónico. Difusão simples Na difusão simples as moléculas movimentam-se do meio onde a sua concentração é mais elevada para o meio onde a sua concentração é mais baixa, isto é, a favor do gradiente de concentração. Um caso especial é a osmose. Osmose - É o movimento de água, por difusão, dos meios menos concentrados (hipotónicos) para os meios mais concentrados (hipertónicos). Quer a difusão simples quer a osmose são processos de transporte passivo pois não implicam gastos de energia. Quando o equilíbrio de concentrações é atingido, o movimento das partículas continua, mas a quantidade de partículas que passam num sentido é igual à quantidade de partículas que passam no sentido contrário, tratando-se de um equilíbrio dinâmico. Uma solução com pouca quantidade de água e com uma grande concentração de soluto tem uma elevada pressão osmótica. Osmose nas células animais Num meio hipertónico, a água sai da célula por osmose, diminuindo o volume celular - a célula fica em estado de plasmólise. Num meio hipotonico, a água entra por osmose, levando ao aumento do volume celular - a célula fica em estado de turgescência. Quando a entrada de água ultrapassa a capacidade elástica da membrana, ocorre a lise celular.
Osmose nas células vegetais A água nas células vegetais encontram-se nos vacúolos. Num meio hipertónico, a água sai por osmose, levando a diminuição do volume do vacúolo ocorrendo uma retracção do citoplasma - desprende-se a membrana celular da parede ficando à vista os plasmodesmos - célula plasmolisada. Não há alteração significativa no volume global da célula Num meio hipotónico, a água entra por osmose, levando ao aumento do volume do vacúolo sendo então que este comprime o conteúdo celular contra a parede - célula túrgida.
Transporte mediado Transporte de substâncias na membrana plasmática com intervenção de moléculas transportadoras. Difusão facilitada Muitas moléculas polares de dimensões consideráveis atravessam a membrana celular a favor do gradiente de concentração, mediante a intervenção de proteínas transportadoras, denominadas permeases.
Este processo não requer gastos de energia pela célula. A velocidade de transporte da substância aumenta com a concentração dessa substância, mas, quando todos os locais de ligação das permeases estão ocupados, a velocidade de transporte mantêm-se constante, mesmo que aumente a concentração deste no meio. Transporte activo O movimento das substâncias através da membrana é contra o gradiente de concentração, mediante a intervenção das permeases. Exige gastos de energia por parte da célula. O transporte activo permite manter constante as concentrações de certas substâncias apesar das variações de concentrações do meio exterior.
Endocitose e exocitose Endocitose Os dois tipos de transporte descritos anteriormente referem-se a moléculas simples. A endocitose é um dos mecanismos da célula para captar macromoléculas do exterior. O material é transportado através de invaginações da membrana. Essas invaginações progridem para o interior da célula e separam-se da membrana, constituindo vesículas endociticas. Existem três tipos de endocitose: pinocitose, fagocitose e a endocitose mediada por receptor. Na fagocitose, a membrana plasmática engloba partículas de grandes dimensões, através de prolongamentos da membrana, denominados pseudópodes. Na pinocitose, o processo é semelhante ao da fagocitose só que as substâncias que entram são substâncias dissolvidas ou fluidos. Exocitose É o processo inverso à endocitose, no qual as células libertam para o meio extracelular substâncias armazenadas em vesículas.
Sistema endomembranar - digestão intracelular A membrana plasmática encontra-se em contacto com o complexo de golgi, o reticulo endoplasmático e a membrana do invólucro nuclear, formando um sistema de membranas denominado sistema endomembranar.
O reticulo endoplasmático rugoso possui ribossomas ligados à face externa das suas membranas onde ocorre a síntese proteica. O reticulo endoplasmatico liso encontra-se envolvido na síntese de fosfolípidos e na elaboração de novas membranas. Complexo de golgi - Formado pelo conjunto dos dictiossomas da célula. Cada dictiossoma é constituído por conjunto de sacúolos achatados na qual na periferia existe uma serie de vesículas - lisossomas. Lisossomas - são pequenas vesículas, delimitadas por uma membrana e que contem vários tipos de enzimas, principalmente hidroláses. Os lisossomas podem participar no processo de digestão das substâncias captadas por endocitose (heterofagia) ou na digestão dos próprios organelos (autofagia).
A digestão intracelular ocorre dentro de vacúolos digestivos, formação resultante da junção de vesículas endociticas e lisossomas.
Digestão extracelular Na maioria dos seres heterotroficos multicelulares, a digestão realiza-se fora das células e na maioria dos fungos em particular ocorre até mesmo fora do corpo, extracorporal. Nos fungos As hifas do fungo elaboram enzimas digestivas que são lançadas sobre o substrato, ocorrendo aí a digestão de moléculas complexas. As moléculas mais simples resultados são então absorvidas pelas hifas. Nos animais
Nos animais a digestão em regra efectua-se no interior do corpo - intracorporal. A digestão normalmente ocorre em cavidades ou órgãos especializados onde, após a ingestão, são lançados sucos digestivos contendo enzimas, que actuam sobre os alimentos, transformando-os em substâncias simples. A digestão em cavidades digestivas representa uma vantagem para estes animais, visto que permite a ingestão de quantidades significativas de alimentos num curto espaço de tempo. Esses alimentos ficam armazenados nas cavidades digestivas. Na hidra e na planária existe uma cavidade gastrovascular com uma única abertura que serve de boca e de ânus. O tubo digestivo é então incompleto pois só apresenta uma abertura. Apesar das semelhanças a planária é mais desenvolvida pois após a boca encontra-se a faringe e a cavidade gastrovascular apresenta ramificações o que faz aumentar a área de absorção. Os animais mais complexos apresentam um tubo digestivo completo visto que apresentam duas aberturas: a boca e o ânus. O tubo digestivo completo confere vantagens aos organismos que o possuem pois: Os alimentos deslocam-se num só sentido, o que permite uma digestão e uma absorção sequenciais, havendo um aproveitamento mais eficaz. A digestão pode ocorrer em vários órgãos. A absorção é mais eficiente, pois prossegue ao longo do tubo. Os resíduos não digeridos acumulam-se durante algum tempo, sendo através do ânus, expulsos. Na minhoca O tubo digestivo da minhoca sequencialmente é constituído por: Boca - faringe - esófago - papo - moela - intestino - ânus O intestino da minhoca é constituído por uma prega dorsal que faz aumentar a área de absorção. Nos vertebrados O tubo digestivo dos vertebrados é mais complexo que o da minhoca. Todos os vertebrados possuem no sistema digestivo dois órgãos anexos, o fígado e o pâncreas, cujas secreções são lançadas no intestino, onde se misturam com os alimentos. Alguns possuem também glândulas salivares. No caso do ser humano, após a ingestão do alimento na boca, a sua progressão faz-se ao longo do tubo digestivo devido a contracções involuntárias dos músculos das respectivas paredes.
Embora a digestão inicie-se na boca, é no intestino delgado que ela é importante, graças à intervenção de uma maior diversidade de enzimas. As enzimas fazem parte dos sucos digestivos que são produzidos em glândulas gástricas e intestinais localizadas nas paredes dos respectivos órgãos, ou em certos órgãos anexos. O fígado produz a bílis, que embora desprovida de enzimas digestivas, desempenha também uma actividade importante, pois emulsiona os lípidos, facilitando a sua digestão. A existência de válvulas coniventes, de vilosidades e de microvilosidades aumenta consideravelmente a superfície interna do intestino, facilitando a absorção intestinal.
Obtenção de matéria pelos seres autotróficos Os seres autotróficos podem obter energia por dois processos: Fotossíntese Quimiossintese Fotossíntese - realizada por organismos fotossintéticos. ( plantas e algas) Quimiossíntese - realizada por organismos quimiossintéticos. (bactérias) Fonte de energia das células A energia luminosa ou a energia química não podem ser utilizadas directamente pelas células sendo que têm de ser transformadas para um composto, o ATP, que constitui a fonte de energia directamente utilizável. Quando se dá a hidrolise de ATP, a reacção é exoenergética, ou seja, a energia mobilizada para romper as ligações é menor do que a energia que se transfere. A fosforilação do ADP, conduz a formação de ATP. Esta reacção é endoenergética.
Fotossíntese A água e o dióxido de carbono são captados do meio e a luz é absorvida pelas clorofilas. O oxigénio e as substâncias sintetizadas têm uma grande importância nos processos envolventes na produção de energia. A captação do dióxido de carbono e da luz é feita nas folhas onde se encontram um órgão especializado, o cloroplasto. Cloroplasto - organelo celular delimitados por uma dupla membrana. Internamente possui tilacóides e na membrana dos tilacóides localizam-se os pigmentos fotossintéticos. Os pigmentos fotossintéticos são aqueles que são capazes de absorver radiações luminosas, que são essenciais para o processo fotossintético.
Pigmentos fotossintéticos das plantas Pigmentos fotossintéticos das plantas Clorofilas
carotenóides
Cor b
Verde-amarelada
a
Verde intensa
Xantofilas
Amarelo
carotenos Laranja
São as clorofilas que dão a cor verde característica à maioria das folhas, mascarando a cor dos outros pigmentos que existem em menor quantidade. No Outono, contudo, em muitas plantas, quando a produção de clorofilas diminui, a folhagem manifesta a cor desses pigmentos ficando amarelada ou avermelhada.
Captação da energia luminosa A luz que incide sobre as folhas ode seguir diferentes percursos devido ao comportamento dos pigmentos fotossintéticos face às diferentes radiações. As clorofilas absorvem, principalmente, as radiações do espectro visível de comprimentos de onda correspondentes ao azul - violeta e ao vermelho - alaranjado. Os carotenóides a radiações violeta - azul. As radiações correspondentes à zona verde do espectro não são absorvidas, são reflectidas, daí vermos a cor verde. Mecanismos da fotossíntese Com base nos resultados de muitas experiências foi possível concluir que nos seres fotossintéticos ocorre: Produção de oxigénio, proveniente da água, quando estão exposta à luz Captação de CO2 que intervêm na formação e compostos orgânicos, mesmo na obscuridade no caso de previamente haver um período de luminosidade. Actualmente admite-se que a fotossíntese compreende duas fases sucessivas estreitamente ligadas: Fase fotoquímica, cujas reacções dependem directamente da luz Fase química, não depende directamente da luz. Fase fotoquímica A energia luminosa é absorvida por pigmentos fotossintéticos, ao nível da membrana dos tilacóides, constituindo a fonte energética inicial para a realização de reacções de oxirredução.
Dentro dos tilacóides a água é desdobrada sendo os electrões transferidos para moléculas (T) existentes no estroma, as quais ficam reduzidas (TH2). O oxigénio é libertado. Associada às reacções de oxirredução ocorre a mobilização de energia que permite a fosforilação de ADP, formando moléculas de ATP que ficam disponíveis nos cloroplastos ao nível do estroma. Resumindo: O fotossistema II é constituído por clorofila a que ao absorver as radiações luminosas perde electrões ficando oxidada. Esses electrões vão para aceptores de electrões em que o aceptor seguinte tem um nível de energia inferior ao anterior, do que resulta libertação de energia - ATP. Esses electrões têm como finalidade repor o stock no fotossistema I que ao mesmo tempo ao absorver energia também vai perdendo electrões. Estes electrões vão para aceptores e o aceptor final é o NADP+ que ao juntar-se com o hidrogénio que se vai libertar da água forma o NADPH. Pela desidrogenação da água, o fotossistema II repõe os electrões. Fase química Conjunto de reacções que se realiza no estroma do cloroplasto. Os compostos finais desta fase são a glicose. São utilizados os compostos NADPH e ATP produzidos na primeira fase que vão sofrer oxirredução e desfosforilação respectivamente.
Quimiossíntese A quimiossintese é outro processo de autotrofia em que certos seres vivos vão conseguir reduzir o CO2 sem utilizar a energia luminosa. A fonte de carbono é o CO2. A fonte de electrões é o sulfureto de hidrogénio e o amoníaco entre outras. Na primeira fase ocorrem reacções de oxirredução que permitem a produção de moléculas NADPH e ATP.
III - Distribuição de matéria O transporte nas plantas A água e os sais minerais desde que são capturados do solo até aos locais de produção de matéria orgânica e, simultaneamente, distribuídos os compostos orgânicos, produzidos essencialmente nas folhas.
A nível da estrutura, podem considerar-se dois grandes grupos de plantas: Plantas não vasculares Plantas vasculares As plantas não vasculares não apresentam tecidos condutores. Vivem geralmente em zonas húmidas, o movimento da água efectua-se por osmose e as substâncias dissolvidas movimentam-se por difusão de célula para célula. Nas plantas vasculares, existem complexos sistemas de condução de água e de solutos. O movimento de solutos orgânicos e de solutos inorgânicos no interior da planta através de tecidos condutores designa-se por translocação de solutos. A água e as substâncias minerais dissolvidas que circulam no interior da planta constituem a seiva bruta. As substâncias orgânicas produzidas nas células fotossintéticas fazem parte da seiva elaborada.
Sistema de transporte Aos tecidos condutores têm continuidade em toda a planta, permitindo o transporte da seiva xilémica até às células fotossintéticas e a distribuição da seiva floémica a todas as células vivas da planta. O sistema radicular contribui para a fixação da planta, absorção da água e a captação selectiva de nutrientes que existem no solo. O sistema caulinar serve de suporte às folhas e é também através deste que se efectua o transporte da seiva. Tanto o caule como a raiz desempenham ainda a função de reserva. Na superfície externa da folha tem uma camada de células vivas que constituem a epiderme. Na estrutura interna, entre a epiderme da página inferior e a epiderme da página superior, a folha tem um tecido clorofilino, o mesófilo. O mesofilo é constituído por parênquima que pode ser ou paliçada que se encontra na parte superior do mesofilo ou parênquima lacunoso, que se encontra na parte inferior do mesofilo. É constituído por cloroplastos. Na epiderme das plantas, localizam-se os estomas que são estruturas constituídas por duas células-guarda que delimitam uma abertura, o ostíolo, que comunica com o espaço interior, a câmara estomática. A epiderme tem uma parede mais espessa, impermeável, a cutina, que protege as folhas da dissecação.
Localização do xilema e do floema nas diferentes estruturas Na raiz O xilema e o floema estão alternados - Feixes simples e alternos No caule O xilema encontra-se na parte interior do caule, e o floema na parte exterior. O floema e o xilema estão dispostos lado a lado - feixes duplos e colaterais Nas folhas O xilema encontra-se do lado da página superior e o floema do lado da página inferior.
Absorção de água e de solutos pelas plantas A maior parte da água e dos solutos necessários para a planta são absorvidos pelo sistema radicular. A eficiência da captação da água pela raiz é devida à presença de pêlos radiculares que aumentam a área de superfície entre a raiz e o solo. Em regra, dentro das células da raiz há uma maior concentração de soluto que no solo, havendo assim, a entrada da água por osmose.
Transporte no xilema O movimento da água no xilema é contra a gravidade. Várias hipóteses têm sido propostas para explicar o movimento da seiva xilémica, envolvendo todas elas a acções físicas como causa deste movimento. Existem duas hipóteses que tentam explicar o movimento da água no xilema: Hipótese da pressão radicular Hipótese da tensão-adesão-coesão Hipótese da pressão radicular A acumulação de água nos tecidos provoca uma pressão radicular que força a água a subir no xilema. Este está associado a plantas de pequeno porte. Hipótese de tensão-adesão-coesão Esta hipótese tem como base 3 conceitos: Transpiração Coesão e adesão no xilema
Entrada de água que vem no solo Resumindo: A perda de água através da transpiração leva ao aumento da concentração de iões nas células do mesofilo. Quando as células do mesofilo perdem a água, ocorre, um défice de água criando uma pressão negativa que se dá de nome de tensão. As células do mesófilo ficam hipertónicas relativamente ao xilema e novas moléculas de água passam do tecido vascular para as células. Forças de coesão mantêm as moléculas de água unidas umas às outras, formando uma coluna contínua (corrente de transpiração) e forças de adesão fazem com estas adirem às paredes do xilema. A ascensão da água cria um défice na raiz, fazendo que aumente a absorção de água na raiz.
Controlo da transpiração Os estomas podem controlar a quantidade de água perdida por transpiração., devido à capacidade de abrir e fechar. Abertura do estoma: 1 - Os iões entram para a célula por transporte activo 2 - A água entra por osmose para as células 3 - As células ficam túrgidas 4 - A parte delgada da célula distende-se e o ostíolo abre. Fecho do estoma: 1 - Cessa o transporte activo dos iões. 2 - Os iões saem das células-guarda por difusão. 3 - Sai água das células 4 - Diminui a pressão de turgescência 5 - O estoma recupera a forma original, e o ostíolo fecha.
Transporte no floema As substâncias orgânicas produzidas nos órgãos fotossintéticos são mobilizadas e distribuídas através dos elementos condutores do tecido floémico. Este ocorre devido a concentração de sacarose. Hipótese explicativa para o movimento da seiva elaborada no floema: 1 - A glicose elaborada nos órgãos fotossintéticos é convertida em sacarose. 2 - A sacarose passa para o floema por transporte activo 3 - O aumento de concentração de sacarose nas células dos tubos crivosos provoca a entrada de água que ficam túrgidas. 4 - A pressão de turgescência faz com que a solução atravesse as placas crivosas.
Transporte nos animais
Sistemas de transporte Nos insectos Nos insectos existe um sistema de transporte aberto, assim designado pois o sangue abandona os vasos e passa para os espaços, as lacunas, fluindo directamente entre as células. A minhoca As minhocas têm sistema circulatório fechado, pois o sangue circula dentro de vasos, mantendo-se o sangue distinto do fluido intersticial. O sistema circulatório fechado é mais eficiente que o sistema circulatório aberto pois: O sangue flui mais rápido Uma maior rapidez de transporte, assegura uma distribuição mais rápida de nutrientes e oxigénio ás células. Assegura taxas metabólicas mais elevadas Transporte nos vertebrados O sistema circulatório dos vertebrados é um sistema de transporte fechado. Em todos os vertebrados o sangue circula nas veias, chegando ás aurículas e passa para os ventrículos, de onde sai para as diferentes partes do corpo circulando em artérias. Os peixes têm uma circulação simples em que o sangue só tem um trajecto passando só uma vez no coração. No coração só passa sangue venoso. Os outros vertebrados têm circulação dupla. Nesta circulação, o sangue percorre dois circuitos diferentes, passando cada um deles pelo coração. Assim, os animais com circulação dupla apresentam: Circulação pulmonar - o sangue venoso sai do coração, vai para os pulmões, onde é oxigenado, e regressa à aurícula esquerda pelas veias pulmonares. Circulação sistémica - o sangue arterial sai do coração, dirige-se para todos os órgãos e regressa venoso para a aurícula direita. A circulação dupla é mais eficiente do que a circulação simples, pois assegura um fluxo vigoroso de sangue para os diferentes órgãos, uma vez que o sangue é impulsionado duas vezes. Há uma distribuição de nutrientes e oxigénio mais eficiente permitindo um metabolismo mais intenso.
Coração dos vertebrados Peixes - o coração tem duas cavidades: uma aurícula e um ventrículo sangue bombeado no coração vão para as brânquias, onde recebe oxigénio e de onde parte para todo o corpo. Anfíbio - o coração tem 3 cavidades: duas aurículas e um ventrículo. A circulação é dupla. Nestes pode ocorrer misturas de sangue no ventrículo, o que designa como circulação incompleta. Mamíferos - O coração tem quatro cavidades: duas aurículas e dois ventrículos. Nestes não ocorre mistura de sangue pois o septo divide completamente os dois ventrículos. É uma circulação dupla e completa. A circulação dupla completa é mais eficiente que a circulação dupla incompleta pois a completa permite uma maior oxigenação celular, uma vez que não há possibilidades de mistura de sangue.
IV - transformação e utilização de energia pelos seres vivos Utilização dos materiais que chegam ás células Nas células de todos os seres vivos ocorrem numerosas reacções químicas acompanhadas por transferência de energia. O conjunto de todas as reacções celulares constitui o metabolismo celular. No metabolismo celular compreendem várias reacções químicas que ocorrem nas células, podendo considerar-se dois processos: Anabolismo - conjunto de reacções químicas que conduzem à biossíntese de moléculas complexas a partir de moléculas simples. Estas reacções são acompanhadas por reacções endoenergética, ou seja, os produtos necessitam de mais energia que a dos reagentes. Ex. Fotossíntese Catabolismo - conjunto de reacções de degradação de moléculas complexas em moléculas mais simples. Os produtos são mais pobres que os reagentes, havendo assim libertação de energia - exoenergética. Ex. Fermentação, respiração celular
Reacções químicas biologicamente importantes Reacções de Hidrólise/ desfosforilação de ATP Separação de um fosfato do trifosfato do ATP, o que leva à libertação de energia. Hidrolise pois só se forma a partir de uma molécula de água.
ATP + H2O ADP + Pi + energia Reacções de Fosforilação do ATP Quando o composto sintetizado passa a ser constituído por um só grupo de fosfato. ADP + Pi + energia ATP + H2O Reacções de carboxilação Estas são reacções onde ocorre a captação de CO2 por um composto. Reacções de descarboxilação Estas são reacções de degradação em que há formação de CO2, removido de compostos orgânicos. Reacções de oxidação - redução Reacções de oxidação - redução são reacções em que há transferência de electrões entre uma substância que os cede, redutor, e a outra que os recebe - oxidante. Diz-se que, ao ceder electrões, o redutor fica oxidado e o que capta os electrões fica reduzido. Reacções de desidrogenação As reacções de desidrogenação são reacções que envolvem transferência de átomos de hidrogénio de uma substância para outra. Estas reacções podem ser consideradas um caso particular de reacções de oxirredução. As reacções de transporte de electrões, em que se envolvem os chamados transportadores de electrões, como por exemplo NAD, FAD e NADP+, são reacções de desidrogenação. NADP+ + 2 e- + 2H+
NADPH + H+
São vários os processos catabólicos que permitem a transferência de energia de compostos orgânicos para moléculas de ATP. Esses mecanismos podem efectuar-se na presença de oxigénio, isto é, em aerobiose (respiração aeróbia), ou na ausência de oxigénio, ou seja, em anaerobiose (fermentação).
Fermentação A primeira etapa da fermentação é a glicólise, sendo que esta fase é igual para ambas as fermentações. Nesta etapa são precisos 2 ATP 's para activar a glicose. A glicose passa a ser constituída por dois fosfatos, ambos vindos dos 2 ATP 's passando a ser - frutose-difosfato. Depois ocorre um desdobramento em que por fim passamos a ter 2 ácidos pirúvicos , com libertação de 4 ATP 's. Sendo assim o rendimento desta etapa é de 2 ATP 's. A segunda etapa é a redução do ácido pirúvico.
No fim deste processo temos 2 ácidos pirúvicos, sendo que ambos ainda retêm muita energia entre as ligações dos seus átomos. Fermentação alcoólica
Após a glicolise, o ácido pirúvico, composto por 3 átomos de carbono, experimenta uma descarboxilação, libertando-se do CO2 e originando um composto que, por redução, origina etanol, composto por 2 átomos de carbono. A fermentação alcoólica é efectuada especialmente por leveduras. Fermentação láctica
Neste processo, após a glicólise, o ácido pirúvico, experimenta uma redução ao combinar-se com hidrogénios transportados por moléculas de NADH e forma assim o ácido láctico. A fermentação láctica é efectuada especialmente por bactérias lácticas. O rendimento das duas fermentações é de 2ATP 's. Semelhanças e diferenças entre fermentações Ambos têm em comum a glicólise e o saldo ou rendimento energético. Ambos ainda retêm muita energia entre as ligações do produto final. As diferenças são que no final a fermentação láctica produz um ácido láctico enquanto a fermentação alcoólica forma um álcool etílico. Aplicações práticas de processos de fermentação Fabrico do pão - fermentação alcoólica. Fabrico de bebidas alcoólicas - fermentação alcoólica.
Fabrico de produtos lácteos fermentados (queijo, iogurtes) - fermentação láctica
Métodos de conservação dos alimentos A conservação de alimentos constitui um aspecto de máxima importância na industria alimentar e também nas nossas casas. Os métodos de conservação de alimentos têm como finalidade retardar ou impedir a sua deterioração, mantendo, tanto quanto possível, as suas qualidades nutricionais. Processos clássicos
Exemplos de Acção sobre os microorganismos alimentos conservados
Salga
Carnes / Peixes
Na presença de uma solução hipertónica as células dos microorganismos ficam plasmolisadas e morrem.
Solução de açucar
Compotas/ Geleias
Devido à hipertonicidade da solução ocorre a destruição de microorganismos.
Vinagre
Pimentos/Pepinos
Acidificação dos alimentos, tendo uma acção microbicida significativa.
Secagem ao Carnes/ Peixes/ Frutos sol
A desidratação dos alimentos e dos microorganismos a eles associados tornam-se inactivos por diminuição da quantidade de água.
Defumação
Impregnando a superfície dos alimentos com compostos antimicrobianos existentes no fumo da madeira, fica inibido o crescimento de microorganismos.
Carnes / Peixes
Respiração aeróbia Etapas da respiração aeróbia e onde ocorrem: I - Glicólise - citoplasma II - Formação de acetil Coenzima A - Matriz da mitocôndria III - Ciclo de Krebs - Matriz da mitocôndria IV - Cadeia respiratória - Crista da mitocôndria
Etapa I - Glicólise Esta é igual à da fermentação acabando com a formação de 2 ácidos pirúvicos. Etapa II - Formação de acetil Coenzima A Aqui o ácido pirúvico sofre uma descarboxilação, passando a ser acetil CoA(2 C).
Etapa III - ciclo de Krebs Aqui o acetil-CoA(2C) vai reagir com o ácido oxaloácetico (4 C) formando o ácido cítrico (6C). O ácido cítrico posteriormente vai sofrer duas descarboxilações, havendo libertação de 2 moléculas de CO2 passando a ter 4C. A este 4C vai Ocorrer uma fosforilação sendo que à posteriória há libertação de um ATP e de 3 NADH + 3H+ . Etapa IV - Cadeia respiratória
Rendimento energético da fermentação e da respiração aeróbia Respiração aeróbia Fermentação Glicólise
4
4
Ciclo de Krebs
2
-----
Cadeia respiratória
34
-----
Total
40
4
ATP necessários
2
2
Rendimento
38
2
Nas provas desportivas, no decurso de exercícios intensos de curta duração, é necessária uma renovação quase instantânea de ATP, tendo a fermentação láctica um papel muito importante. Nas provas de longa duração é especialmente a respiração aeróbia.
Trocas gasosas nos seres multicelulares Intercâmbio de gases nos animais Nos animais mais complexos existe um conjunto de estruturas que constituem o sistema respiratório, do qual fazem parte superfícies especializadas nas trocas gasosas entre o meio interno e o meio externo, que se designam por superfícies respiratórias. O movimento dos gases respiratórios ocorre sempre por difusão simples em meio aquoso. Apesar da sua grande diversidade, as superfícies respiratórias, apresentam, todas elas um conjunto de características comuns que permitam uma difusão eficiente: São superfícies sempre húmidas favorecendo as trocas gasosas. São estruturas de pequena espessura, constituídas e regra por uma só camada de células.
Possuem uma morfologia que permite uma grande área de contacto entre o meio interno e o meio externo. O intercâmbio de gases no caso de difusão indirecta designa-se por hematose. Em muitos organismos aquáticos e alguns terrestres, a superfície do corpo, o tegumento, funciona como superfície respiratória, não existindo sistema respiratório diferenciado. Na maioria dos animais existem órgãos especializados no intercâmbio de gases respiratórios entre o meio interno e o meio externo. É o caso das traqueias. Tegumento - O oxigénio passa através da pele para um fluido circundante, que se movimenta num sistema circulatório fechado ao longo do organismo, chegando deste modo, ao nível das células para as quais se difunde. Das células difunde-se o dióxido de carbono para o fluido circundante, sendo depois libertado, em regra, ao nível do tegumento. Verifica-se, pois, uma difusão indirecta, designada neste caso por hematose cutânea. Algumas características da pele destes animais que favorecem a hematose cutânea: Numerosas glândulas produzem muco, permitindo que a pele se mantenha sempre húmida; Uma extensa vascularização, favorecendo a difusão do oxigénio para o fluido circundante que transporta a todas as células. Brânquias - são órgãos respiratórios da maior parte dos animais aquáticos. Podem representar diferentes graus de complexidade. A sua localização pode ser externa ou interna, mas habitualmente são restritas a uma zona. Nos peixes as brânquias são internas, localizando-se, em duas câmaras branquiais, uma em cada lado da cabeça, recobertas por uma lâmina óssea de protecção, o opérculo.
V - Regulação nos seres vivos
Regulação nervosa e hormonal Manter a vida implica manter em equilíbrio as condições do meio externo, isto é, manter a homeostasia. A capacidade de sobrevivência dos organismos depende da possibilidade de detectarem alterações no ambiente, quer interno, quer externo, e de responderem de forma adequada a essas alterações. Estas funções estão centradas dois sistemas: o sistema nervoso e o sistema hormonal.
Coordenação nervosa
A maioria dos animais interage com o meio graças à constante circulação de mensagens no seu organismo. Esta rede de mensagens é assegurada pelo sistema nervoso em estreita relação com o sistema hormonal. Visão global sobre o sistema nervoso humano. Uma das razões que justificam s grande versatilidade e eficácia do sistema nervoso é a presença de uma complexa rede de conexões entre as células nervosas e os neurónios. O sistema nervoso coordena e regula todos os actos conscientes e inconscientes dos indivíduos. No sistema nervoso central, o encéfalo e a espinal medula, dá-se a integração que é a integração dos estímulos provenientes quer do meio interno quer do meio externo e a preparação para essas respostas adequadas aos estímulos recebidos. Os estímulos e as respostas circulam através de nervos do sistema nervoso periférico, que chegam, e respectivamente, de e a todas as partes do corpo. Os elementos centrais desta verdadeira rede de comunicações são as células nervosas, ou neurónios, células especializadas que variam de tamanho e de forma, mas que mantém um padrão comum. Cada neurónio, unidade de estrutura e de função, possui: Dentrites - prolongamentos celulares muito ramificados que recebem informações nervosas do ambiente ou de outro neurónio. Corpo celular - zona com o núcleo e o citoplasma, que integra e trata as informações, emitindo mensagens. Axónio - prolongamento celular com diâmetro mais ou menos constante que termina numa arborização terminal e que transmite as mensagens, em regra, a outro neurónio ou a um órgão efector. Este é assim designado porque efectua a resposta ao estímulo. Os neurónios sensitivos, como os neurónios do nervo auditivo, transmitem informações dos receptores sensoriais para os centros nervosos. Os neurónios motores transmitem ordens dos centros nervosos para órgãos efectores, como por exemplo, os músculos. Os interneurónios, localizados no encéfalo ou na espinal medula, integram a informação que chega dos neurónios sensitivos e preparam a mensagem que sai pelos neurónios motores.
Transmissão de mensagens nervosas As membranas das células constituem barreiras que delimitam dois meios distintos: o citoplasma e o fluido extracelular. A sua permeabilidade selectiva contribui para uma
distribuição assimétrica de iões nestes dois meios, o que gera um determinado potencial eléctrico. Este potencial eléctrico, quantidade de energia gerada pela diferença de cargas eléctricas entre o interior e o exterior da membrana, chama-se potencial de membrana. Num neurónio em repouso, isto é, que não está a conduzir uma mensagem, este potencial de membrana que pode ser de -70 mV, chama-se potencial de repouso. Este valor negativo significa que o interior da célula próximo da membrana tem uma carga negativa relativamente ao fluido extracelular. Contudo, os neurónios são células excitáveis, respondendo a estímulos. Qualquer mudança no meio interno ou no meio externo, como o som, a luz ou uma substância química, funciona com um estímulo que, ao ser captado e transformado, pode alterar o potencial de repouso, uma vez que se altera a permeabilidade da membrana dos neurónios aos iões, gerando um potencial de acção. Uma vez iniciado, este potencial de acção propaga-se ao longo do axónio. A diferença de cargas eléctricas entre as zonas em repouso no axónio e as zonas em actividade gera uma corrente eléctrica. Se todas as células apresentam um potencial de repouso, poucas são as que geram potenciais e acção. Apenas as células nervosas, células musculares e alguns tipos de células endócrinas e de células do sistema imunitário o podem fazer. Como comunicam os neurónios entre si? Quando o impulso nervoso atinge a extremidade do axónio pode deparar-se com outro neurónio ou com um orgão efector: musculo, glândula ou outro tecido. A zona de comunicação entre neurónios, ou de neurónio com um orgão efector, designa-se sinapse. Numa sinapse é notória a existência de um espaço extracelular ou fenda sináptica com cerca de 20 nm de largura, através da qual a mensagem nervosa deve passar. O neurónio que leva a informação para a sinapse é o neurónio pré-sináptico, enquanto o neurónio que recebe informação nessa sinapse se designa por neurónio pós- sináptico. Quando o impulso nervoso atinge a extremidade do axónio não pode ultrapassar a fenda sináptica. A mensagem eléctrica converte-se então em mensagem química. Na extremidade do axónio existem vesículas sinápticas que armazenam substâncias químicas produzidos pelo neurónio, os neurotransmissores. Quando o potencial de acção atinge a sinapse, as vesículas movem-se para a zona da membrana do neurónio pré-sináptico e fundem-se com ela, libertando o seu conteúdo na fenda sináptica, por exocitose. Os neurotransmissores difundem-se e são recebidos por receptores específicos localizados nas dentrites do neurónio pós-sináptico. Estas substâncias alteram a permeabilidade da membrana do neurónio, podendo desencadear um potencial de acção no neurónio pos-sináptico, e a mensagem nervosa prossegue.
A transmissão das mensagens nervosas é um processo electroquímico.
Coordenação hormonal No sistema hormonal e endócrino estão envolvidos mensageiros químicos, as hormonas, que são moléculas orgânicas segregadas em células do sistema endócrino e que vão actuar sobre células - alvo. O sistema endócrino inclui células, tecidos ou mesmo órgãos cuja função é produzir e segregar hormonas, lançando-as directamente no sangue ou nos fluidos intersticiais. Algumas das glândulas do sistema endócrino: Ovários e testículos; Tiróide; Ossos; Células da pele; Glândulas mamárias; Rins Como actuam as hormonas? As hormonas, produzidas em células de glândulas endócrinas desencadeiam alterações mais ou menos localizadas em diferentes tecidos ou órgãos. Uma dada hormona, uma vez na corrente sanguínea, chega às diferentes células do organismo actuando apenas naqueles receptores específicos para essa hormona. A ligação da hormona ao receptor da célula-alvo desencadeia alterações diversas que conduzem ao aparecimento de um determinado efeito, efeito esse que é a resposta da célula-alvo à hormona. Estas interacções são geralmente reguladas por mecanismo de retroacção negativa ou feedback negativo. Um feedback negativo é, habitualmente, um processo em que a partir de um estímulo, que causa uma mudança, é gerada uma resposta que cancela acção desse estimulo.
Coordenação neuro-hormonal - termorregulação e osmorregulação A conexão mais importante entre o organismo e o cérebro é assegurada pelo complexo hipotálamo-hipofise. A hipófise é uma glândula situada na base do cérebro, e funciona como um maestro que orquestra o funcionamento das restantes glândulas endócrinas. Esta responde através da produção de hormonas que actuam em diferentes partes do corpo, nomeadamente estimulando ou inibindo outras glândulas endócrinas.
Na coordenação neuro-hormonal ocorre a transmissão de mensagens de natureza electroquímica e hormonal de forma coordenada que desencadeiam respostas fundamentais para muitos dos acontecimentos centrais da vida. A maioria dos animais dispõem de elaborados mecanismos de termorregulação, isto é, mecanismos fisiológicos, estruturais e comportamentais que permitem manter a temperatura do seu corpo dentro de certos limites, apesar das oscilações da temperatura do meio externo. O ambiente terrestre apresenta grandes oscilações de temperatura. Nessas circunstâncias a sobrevivência dos indivíduos depende do mecanismo homeotérmicos, ou seja, mecanismos de regulação de temperatura, mais ou menos complexos. No que diz respeito à temperatura corporal podem distinguir-se dois grandes grupos de indivíduos: Os seres exótermicos Os seres homeotérmicos. Os seres exotérmicos são aqueles que têm mecanismos muito evidentes para regular a temperatura, apresentando temperatura variável em função da temperatura do ambiente. Os seres endotérmicos são aqueles em que a temperatura interna se mantém sensivelmente constante apesar das oscilações de temperatura do ambiente exterior.
Termorregulação no organismo humano Os mecanismos que permitem aos seres vivos endotérmicos regular a temperatura corporal podem: Aumentar ou diminuir a produção de calor interno, sobretudo actuando ao nível do metabolismo e da contracção muscular; Aumentar ou diminuir as perdas de calor para o ambiente.
Estes objectivos são atingidos mobilizando uma rede de coordenação onde interagem o sistema nervoso e o sistema hormonal, envolvendo mecanismos de feedback negativo. A rede de interacções inclui as seguintes etapas: Estimulo (aumento ou diminuição da temperatura); Receptor sensorial detecta o estímulo (receptores térmicos de natureza nervosa) Transporte da mensagem por nervos sensitivos ou aferentes até ao órgão integrador. Órgão integrador (hipotalamo) interpreta o estímulo e prepara a resposta adequada. Transporte da mensagem por nervos motores ou aferentes até aos órgão efectores ou por hormonas.
Nos órgãos efectores surge a resposta, que tende a compensar o desvio provocado pelo estímulo agindo de forma contrária, no caso do feedback negativo. A informação acerca do aumento de temperatura é recebida no centro regulador da temperatura que se encontra no hipotalamo. Este integra a informação e envia mensagens aos órgãos efectores que desencadeiam reacções destinadas a fazer baixar a temperatura. Assim, diminui a actividade muscular, ocorre vasodilatação dos vasos periféricos e aumenta a transpiração. A vasodilatação, isto é, o aumento do calibre dos vasos, neste caso dos capilares superficiais da pele, faz aumentar a quantidade de sangue à superfície do corpo permitindo a libertação de calor para o meio, o que faz diminuir a temperatura do corpo. A vasoconstrição é o contrário da vasodilatação, sendo então a diminuição do calibre dos vasos, fazendo com que a quantidade de sangue que circula diminua, diminuindo as perdas de calor. No sentido de fazer aumentar a temperatura corporal há estímulos nervosos que desencadeiam a contracção dos músculos.
De que forma excretor humano intervém na osmorregulação? O sistema urinário tem como órgãos centrais dois rins, de cada um dos quais parte um uréter que termina na bexiga. A urina produzida pelos rins é transportada pelos ureteres até à bexiga, onde se acumula. Periodicamente, a urina contida na bexiga é eliminada para o exterior, através da uretra, pelo orifício urinário. Cada rim apresenta duas zonas concêntricas, a mais externa é designada zona cortical e a mais interna zona medular. A zona medular rodeia a cavidade chamada bacinete. Cada nefrónio inclui um tubo urinífero, unidade estrutural do rim, e uma rede de vasos sanguíneos que se relacionam com esse tubo. A capsula de Bowman possui no seu interior um novelo de capilares, o glomérulo de Malpighi, que resulta da capilarização de uma arteríola que entra na cápsula e que, por isso chama-se arteríola aferente. Os capilares do glomérulo voltam a agrupar-se noutra arteríola, que abandona a cápsula, a arteríola eferente. Toda a porção tubular do tubo urinifero, tubo contornado proximal, ansa de Henle e tubo contornado distal, é profusamente irrigada por capilares peritubulares. Vários tubos uriniferos drenam o seu conteúdo para um tubo chamado tubo colector. O rim controla a composição do plasma sanguíneo de uma forma semelhante à que usamos para arrumar uma gaveta. Primeiro, tiramos quase tudo para fora (filtração) para depois voltarmos a guardar, de forma selectiva e organizada, apenas aquilo que
nos interessa (reabsorção). Aquelas coisas que já não nos interessam são deitadas fora (secreção).
Onde ocorrem a filtração, a reabsorção e a secreção? Após a filtração que ocorre na cápsula de Bowman, muitas das substâncias são reabsorvidas, quer por difusão, quer por transporte activo. No tubo contornado proximal, os resíduos de medicamentos, glicose e os aminoácidos, regressam à corrente sanguínea. O filtrado glomerular desloca-se para a ansa de Henle, que é a parte do tubo urinífero que se encontra na zona medular do rim. As células da porção descendente da ansa de Henle possuem membranas impermeáveis aos sais e aos iões mas deixam-se atravessar pela água. Esta passa do tubo urinífero para o sangue por osmose. A saída da água faz aumentar a concentração do filtrado glomerular. A porção ascendente da ansa de Henle é agora impermeável à água mas permeável aos sais e aos iões. Estes saem do tubo urinífero para o fluido intersticial, fazendo aumentar a pressão osmótica deste fluido. É o caso do sódio, que passa por transporte activo. O tubo contornado distal volta a ser permeável à água e, como o fluido intersticial fora do tubo é mais concentrado, a água vai sair do tubo urinífero por osmose sendo reabsorvida ao nível do tubo contornado distal. O filtrado passa então para o tubo colector que se situa na medula renal. Ao longo do tubo colector são reabsorvidas ureia e água. Ao longo do tubo urinífero, nomeadamente no tubo contornado distal, ocorrem ainda fenómenos de secreção. Determinadas substâncias passam dos capilares peritubulares para o tubo urinífero. A secreção destas substâncias permite não só depurar o sangue mas também, ajustar o seu pH.
Como são regulados os mecanismos de osmorregulação? A quantidade de urina produzida depende da quantidade de água ingerida ou a quantidade de água que se perde. Quando bebemos pouca água, o volume do plasma diminui e, portanto, a concentração de iões aumenta, fazendo aumentar a pressão osmótica. Determinados receptores situados no hipotálamo, os osmorreceptores, captam alterações do volume e da osmolaridade do sangue e estimulam o lobo posterior da hipófise a libertar a hormona antidiurética, que aqui fica armazenada. Esta hormona actua nas células-alvo dos tubos colectores dos rins, fazendo aumentar a sua permeabilidade à água. Deste modo aumenta a reabsorção de água e por sua vez aumenta o volume de água no plasma. Portanto, a urina produzida é mais concentrada e em menor quantidade.
Osmorregulação em vertebrados do ambiente aquático Actualmente podem encontrar-se peixes de água doce e outros de água salgada, mantendo a pressão osmótica dos seus fluidos corporais em homeostasia. Os peixes de água doce têm uma concentração de solutos nos seus fluidos internos muito superior à da água onde vivem, sendo esses fluidos hipertónicos em relação ao meio. Apesar de possuírem escamas e muco que retardam a entrada de água, ele vai passar, sobretudo ao nível das guelras. Para equilibrar a entrada de água, estes peixes não bebem água e excretam grande quantidade de urina diluída. Os peixes de ambiente marinho tem os fluidos corporais hipotónicos em relação ao meio. Estes animais têm tendência para perder água por osmose e captar sais do meio por difusão. Para compensar as perdas de água estes peixes: Bebem muita água do meio, que contem naturalmente muitos sais minerais; Retêm água reduzindo a filtração e, portanto, a quantidade de urina, será muito concentrada; Eliminam o excesso de sais por transporte activo, em células especializadas situadas nas brânquias.
Hormonas vegetais Fototropismo - movimento das plantas condicionado pela luz Concluíram que o ápice do coleóptilo é influenciado pela luz, enviando uma mensagem para a parte inferior do coleóptilo que o leva a encurvar-se. A natureza da
mensagem que é transmitida é de natureza química. Esta descoberta deveu-se a uma experiência que mostra que a mensagem atravessava uma substância porosa mas não uma substância intransponível. O encurvamento deve-se: As células que estão mais afastadas da luz recebem maior quantidade de hormona e ficam mais longas do que as que mais próximas da luz.
As principais fito - hormonas Podem-se considerar 5 tipos de hormonas e cada tipo varias hormonas: Auxinas, giberelinas, citocininas, etileno e acido abcísico. Auxinas - promovem o alargamento das células e o desenvolvimento de raízes; A auxina também promove o crescimento das raízes em baixas concentrações. Giberelinas - estimulam o alongamento das células e a divisão celular, provocando o alongamento do caule; afectam também a floração e a formação de frutos. Encontram-se nas sementes e desempenham um papel fundamental na germinação Citocininas - estimulam a divisão celular, retarda a degradação. São responsáveis pelo aparecimento dos órgãos nas plantas. Etileno - influencia o amadurecimento dos frutos e a queda da folha. Acido abcísico - inibe o crescimento e promove a dormência nas plantas.
O desenvolvimento das plantas e os sinais de luz A floração é por vezes um caso de fotoperiodismo, isto é, uma resposta de plantas ao fotoperíodo. Fotoperíodo - duração ou número de horas diárias de luz natural As plantas de dia curto não florescem se não estiverem expostas a um período contínuo de obscuridade. Se o período crítico de obscuridade for inferior àquela que é necessária, a planta não floresce. Período crítico de obscuridade - duração mínima ou máxima de obscuridade capaz de provocar a floração. Só as plantas que apresentam fitocromos é que são sensíveis à luz.
Liliana Alves
