Ana Margarida Raposo 10ºE 2010/2011 Biologia (continuação) 2 – Distribuição de matéria Transporte nas plantas Enquanto seres pluricelulares complexos, as plantas necessitam de transportar substâncias minerais até às folhas, para garantir que a síntese de compostos orgânicos ocorre. Esses compostos terão de ser distribuídos a todas as células, para poderem ser utilizados. A água e os sais minerais, utilizados na síntese de matéria orgânica entram na planta por absorção, através da raiz. O dióxido de carbono utilizado durante a fotossíntese entra na planta através dos estomas. Controlam a quantidade de água que se evapora através das folhas (transpiração). Transporte numa planta vascular A água é transportada juntamente com sais minerais, num sistema contínuo de vasos, que se estende desde a raiz, passando pelos caules, chegando até às folhas (xilema – seiva bruta/ matéria inorgânica). No entanto existe também outro sistema, no qual há movimento de água e solutos orgânicos resultantes da fotossíntese, que se deslocam essencialmente das folhas para os outros órgãos das plantas (floema – seiva elaborada/matéria orgânica). TRANSLOCAÇÃO TECIDOS CONDUTORES XILEMA OU LENHO OU TECIDO TRAQUEANO FLOEMA OU LÍBER OU TECIDO CRIVOSO CÉLULAS DE SUPORTE - RÍGIDAS Tracóides (principais) – Células longas e de extremidades pontiagudas Elementos de vaso – diâmetro superior ao dos tracoídes. Resultam de células mortas que perderam as suas paredes transversais. As paredes laterais estão espessadas através da lenhina Fibras lenhosas - suporte Parênquima lenhoso (únicas células vivas) – actividades metabólicas e funções de reserva ELEMENTOS CONDUTORES Células dos tubos crivosos (principais) Células de companhia (ou de guarda) – ajudam no funcionamento dos tubos crivosos Fibras - suporte Parênquima – fotossíntese e transporte de materiais – funções de reserva O XILEMA E O FLOEMA NÃO SÃO TECIDOS ISOLADOS, UMA VEZ QUE OCORREM ASSOCIADOS NOS DIFERENTES ÓRGÃOS DA PLANTA, CORRELACIONANDO-SE ENTRE SI. Teste de Biologia – 24/05/2011 Ana Margarida Raposo 10ºE 2010/2011 Absorção radicular A maior parte da água e dos iões necessários para as várias actividades da planta é absorvida pelo sistema radicular. Pêlo radicular >a superfície de contacto com o meio envolvente Meio intracelular hipertónico Entrada de água por osmose Entrada por difusão (sem gasto de energia) – solo fertilizado Entrada por transporte activo (com gasto de energia) – meio interior e exterior muito hipertónico O T.A. ocorre nas células da periferia, criando um gradiente osmótico, o que faz com que a água passe por osmose até ao xilema Transporte nas plantas TRANSPORTE \ XILEMA -Hipótese da pressão radicular (A ascensão de água no xilema pode ser explicada por uma pressão que se desenvolve ao nível da raiz, devido a forças osmóticas. A continua acumulação de iões obriga a água a entrar na planta. Há acumulação de água nos tecidos o que provoca uma pressão na raiz, forçando a água a subir no xilema) -Hipótese da tensão-coesão-adesão Teste de Biologia – 24/05/2011 Ana Margarida Raposo 10ºE 2010/2011 Transporte nos animais Todos os seres vivos necessitam de realizar trocas de substâncias com o meio envolvente, condição fundamental para a manutenção da vida. Sistema de transporte nos animais Sistema circulatório Aberto (ou lacunar) Líquido circulante – hemolinfa (não há qualquer diferença entre o sangue e a linfa) Fechado (com circulação) Simples (o sangue passa uma vez no) Duplo (o sangue passa duas vezes no) Ex: peixes Bombeada por um coração tubular, ao longo de diversos vasos, até aos tecidos Abandona os vasos, passando para um sistema de cavidades – lacunas, que formam o hemocélio \ Após a irrigação estar completa, a hemolinfa regressa ao coração (através dos ostíolos), provocada pela força de sucção resultante do relaxamento do coração Completo (4 cav.) Incompleto Ex: anfíbios Ex: homem Líquido circulante – Sangue (nunca abandona os vasos sanguíneos), que fornece oxigénio e nutrientes e recebe produtos resultantes do metabolismo Distribuído por vasos sanguíneos (que vão diminuído de calibre), ao longo de todo o organismo, devido à contracção do Os capilares formam uma rede que envolve todos os órgãos, para que todas as células possam ser irrigadas As trocas dão-se entre o sangue dos capilares e a linfa intersticial (que envolve as células) Teste de Biologia – 24/05/2011 Ana Margarida Raposo 10ºE 2010/2011 2 – Transformação e utilização de energia pelos seres vivos Obtenção de energia A fotossíntese assegura um fluxo energético que se inicia no sol e continua nos seres vivos. Compostos inorgânicos vv Compostos orgânicos Resultantes da transformação da energia luminosa em energia química depósitos energéticos Todas as células necessitam de energia para a realização das suas actividades degradando os compostos orgânicos libertação de energia (ATP) Metabolismo celular CATABOLISMO Reacções metabólicas em que os compostos orgânicos são degradados em moléculas mais simples, ocorrendo libertação de energia Respiração aeróbia – oxigénio (aceptor final) Respiração anaeróbia – moléculas inorgânicas (aceptor final) Conjunto de reacções químicas essenciais à vida ANABOLISMO Reacções metabólicas em que ocorre a formação de moléculas mais complexas a partir de moléculas mais simples, ocorrendo consumo de energia Fermentação – moléculas orgânicas (ácido pirúvico – aceptor final) A energia libertada pela degradação dos compostos orgânicos, realiza-se por etapas, uma vez que se fosse toda libertada ao mesmo tempo, provocaria um elevado aumento da temperatura. Fermentação OBTENÇÃO DE Respiração aeróbia ENERGIA 2% de rendimento 38% de rendimento Teste de Biologia – 24/05/2011 Ana Margarida Raposo 10ºE 2010/2011 Fermentação Processo simples, e primitivo de obtenção de energia Ocorre na ausência de oxigénio. Hialoplasma Glicólise Conjunto de reacções que degradam a glicose até ao ácido pirúvico. Produtos finais da glicólise: -2 NADH -2 moléculas de ácido pirúvico -2 ATP (formam-se quatro, mas duas repõem as gastas no processo de activação) Redução do piruvato Conjunto de reacções que conduzem à formação dos produtos da fermentação Dá-se pela do NADH (que se forma durante a glicólise), que pode conduzir à formação de diferentes produtos (dependendo do tipo de fermentação) Na fermentação alcoólica o ácido pirúvico é descarboxilado (remoção de uma molécula de CO2) acetaldeído, o que não acontece na fermentação láctica Respiração aeróbia À medida que as células evoluíram, as suas necessidades energéticas aumentaram mitocôndrias (células eucarióticas) – realizam a oxidação completa do ácido pirúvico, originando compostos simples (CO2 e H2O), na presença de O2 – Respiração aeróbia. Teste de Biologia – 24/05/2011 Ana Margarida Raposo 10ºE 2010/2011 Respiração aeróbia 1º - Glicólise Comum à fermentação e à respiração aeróbia 2º - Formação de acetilcoenzima A Na presença de O2, o ácido pirúvico entra na mitocôndria, onde é descarboxilado e oxidado (perde um H, utilizado para reduzir o NAD+ NADH+H+) Liga-se à CoA através do NAD+ 3º - Ciclo de Krebs Acetil CoA + Ácido oxaloacético = Ácido cítrico Conjunto de reacções metabólicas que conduz à oxidação completa da glicose (matriz da mitocôndria) 1 glicose – 2 ácido pirúvico – 2 acetil CoA – 2 Ciclos de Krebs Acetil CoA Por cada molécula de glicose degradada: -6 NADH -2 FADH2 -2 ATP -4 CO2 4º - Cadeia de electrões e fosforilação oxidativa As moléculas de NADH e FADH2 formadas nas etapas anteriores transportam electrões por proteínas até serem captados pelo O2 As proteínas constituem a cadeia transportadora de electrões (ou respiratória) e estão ordenadas de acordo com a sua afinidade para com os electrões. Gera-se um fluxo unidireccional (condicionado pela disposição molecular) ao longo do qual as moléculas são oxidadas e reduzidas O O2 capta H+ (na matriz) H2O A energia que é libertada pelos electrões que passam de aceptor em aceptor é utilizada para fosforilar o ADP (ATP – associado a fenómenos de oxidação-redução) Teste de Biologia – 24/05/2011 Ana Margarida Raposo 10ºE 2010/2011 Trocas gasosas em seres multicelulares De que forma os seres vivos multicelulares complexos garantem que as trocas gasosas ocorrem em todas as células que os compõem? Trocas gasosas nas plantas As plantas realizam um conjunto de funções metabólicas (respiração, fotossíntese, transpiração) que são indispensáveis à sua sobrevivência, e todas elas estão associadas a trocas gasosas. O movimento de abertura e fecho dos estomas é condicionado por alterações na turgescência das células estomáticas (que têm uma estrutura diferente das células vizinhas – parede celular que delimita o ostíolo é mais espessa que a encostada às células vizinhas) Quando uma célula está túrgida, aumenta de volume e consequentemente exerce pressão de turgescência sobre a parede exterior – que influencia o grau de abertura dos estomas – que pode ser influenciada pela concentração iónica nas células, a concentração de CO2, a luz, o vento, a temperatura e a quantidade de água no solo Trocas gasosas nos animais O intercâmbio de gases (tal como acontece a nível celular), realiza-se por fenómenos de difusão. Para que tal se verifique, os animais possuem superfícies respiratórias, através das quais os gases entram e saem do organismo. TROCAS GASOSAS Difusão directa – trocas gasosas ocorrem directamente entre as células e o meio exterior Difusão indirecta – gases respiratórios transportados por um fluido circulante Trocas ocorrem ao nível de superfícies respiratórias hematose Teste de Biologia – 24/05/2011 Ana Margarida Raposo 10ºE 2010/2011 Apesar da diversidade, todas as superfícies respiratórias possuem características que permitem aumentar a eficácia das trocas gasosas. Pouca espessura (apenas uma camada de células) Superfície húmida, que facilita a difusão gasosa Elevada vascularização – aumento do contacto com o fluido circulante Morfologia que permite uma grande superfície de contacto entre os meios SUPERFÍCIES RESPIRATÓRIAS Superfície corporal Brânquias Traqueias Pulmões Nos animais de dimensões reduzidas, como as hidras e as planárias, os gases respiratórios difundem-se directamente através da superfície corporal As brânquias são órgãos respiratórios que se encontram em contacto directo com a água – evaginações da superfície corporal Invaginações que reduzem as perdas de água por evaporação Nas aves, o metabolismo é muito elevado pelo que necessitam de grandes quantidades de oxigénio – grande superfície de contacto e eficiente ventilação pulmonar, sacos de ar Hidra – a camada de células exterior realiza trocas com o meio aquático e as células interiores com a água que se encontra na cavidade gastrovascular Planária – forma achatada que facilita o contacto com todas as células do meio exterior Em animais mais complexos, como a minhoca, o aparecimento do sistema circulatório, aumenta a eficácia das trocas gasosas, através do tegumento No caso dos peixes ósseos as brânquias (constituídas por séries de filamentos duplos, inseridos obliquamente nos arcos branqueais onde há vasos que constituem uma rede de capilares nas lamelas) encontram-se na câmara branquial, protegidas pelo opérculo (estrutura óssea móvel), banhadas por uma corrente contínua de água que entra pela boca e sai pelas fendas operculares Mecanismo de contracorrente – sangue flui no sentido contrário ao da água – aumento da eficiência da hematose branqueal Traqueias (contactam com o exterior através dos espiráculos – orifícios da superfície do corpo, os mais desenvolvidos possuem filtros que controlam a entrada de ar) traquíolas (contacto directo com as células) A circulação do ar é unidireccional, e a hematose dá-se nos parabrônquios (canais finos, abertos nas duas extremidades), em mecanismo de contracorrente. Para que o ar percorra todo o sistema respiratório são necessárias dois ciclos ventilatórios. Nos mamíferos, a superfície respiratória é constituída por milhares de alvéolos pulmonares. O ar circula em dois sentidos opostos – o ciclo ventilatório é composto por duas fases – inspiração e expiração. Teste de Biologia – 24/05/2011 Ana Margarida Raposo 10ºE 2010/2011 Transporte no floema – Hipótese do fluxo de massa Passagem de matéria orgânica (sacarose) – nas folhas Não implica gasto de energia Transporte activo Floema – células de companhia Entrada de água vinda do xilema – turgescência celular – obrigando assim a sacarose a deslocar-se ao longo da placa crivosa Seguidamente passa para os tubos crivosos (ligações citoplasmáticas) – aumento da concentração da sacarose A concentração de sacarose determina o sentido do fluxo – há um gradiente de concentração desde o local de produção até ao local de consumo/armazenamento Sistema de transporte nos animais Aumento do grau de complexidade dos animais Sem sistema de transporte especializado Sistema circulatório aberto Circulação simples Circulação dupla e incompleta Circulação dupla e completa ( com 2 cavidades) ( com 3 cavidades) ( com 4 cavidades) Há mistura parcial de sangue Teste de Biologia – 24/05/2011 Ana Margarida Raposo 10ºE 2010/2011 O coração é simplesmente atravessado por sangue venoso, que só passa uma vez no coração Sangue venoso (proveniente de todo o corpo) Seio aurícula venoso Contracção auricular ventrículo Contracção ventricular Cone arterial Brânquias – hematose branquial O sangue é reunido na aorta que depois se ramifica O sangue passa duas no coração, uma vez que há dois circuitos diferenciados s.v. s.a. Circulação Circulação Pulmonar (artéria pulmonar) Sistémica (artéria aorta) A mistura parcial de sangue, faz com que a oxigenação celular não seja tão eficaz Teste de Biologia – 24/05/2011 Ana Margarida Raposo 10ºE 2010/2011 Diástole (entrada de sangue – músculo relaxado) Sístole auricular Sístole ventricular -Grande circulação: aurícula esquerda ventrículo esquerdo artéria aorta vasos de menor calibre órgãos vasos de menor calibreveias cavas aurícula direita -Pequena circulação: aurícula direita ventrículo direitoartéria pulmonarvasos de menor calibrepulmõesvasos de menor calibre aurícula esquerda *Quanto menos o calibre do vaso sanguíneo, menor a pressão do sangue que nele circula, para que se possam efectuar mais eficazmente as trocas gasosas, de nutrientes e de produtos de excreção.* Fluidos circulantes Teste de Biologia – 24/05/2011