Obtenção de energia pelos seres vivos - U3

Para que serve a matéria que chega às células ?

1.Obtenção de energia




Utilização do ATP pelas células:

• Reações anabólicas
• Transporte ativo 
• Movimentos celulares
• Trabalho mecânico
• Produção de calor

O ATP é produzido pela degradação de compostos orgânicos energéticos como por exemplo: a glicose (C6H12O6).

• A degradação dos compostos orgânicos envolve reações químicas típicas, controladas por enzimas:

         - Desidrogenações e reações de oxidação-redução em que intervêm transportadores de H+ e eletrões: o NAD+ e o FAD.

         - Descarboxilações- remoção de carbono na forma de CO2.

Vias catabólicas para produção do ATP pelas células 

                                                       Glicose

                                                    (C6H12O6)

                                                             |

                  ----------------------------   -------------------------------

                  |                                                                                          |

Degradação incompleta                                                       Degradação completa

                  |                                                                                          |
o aceitador final dos                                                            o aceitador final dos eletrões
eletrões é um composto                                                       é um composto inorgânico
orgâncico,resultante da                                                         vindo do exterior (Oxigénio
glicose.                                                                                 ou outro)
                 |                                                                                             |
        Fermentação                                                                            Respiração
                                                                                                          |_ R. Anaeróbia
                                                                                                                                                                  |_R. Aeróbia


                                                                                                         




Fermentação do pão



Fermentação do vinho


Quadro síntese:



Produção do ATP por Fermentação

Fermentação realizada pelas leveduras e produção do vinho/pão.
Durante a fermentação, as leveduras produzem ATP, calor, dióxido de carbono e álcool etílico.



Fermentação ocorre no Hialoplasma das células em 2 estapas :

1. Glicólise

1. 1 Fermentação lática e Fermentação alcoólica

Link :

1. Resultados da pesquisa de http://biogeo10.files.wordpress.com/2009/04/rendimento_respiracao_fermentacao.png no Google

   www.google.pt
2. respiração aeróbia e anaeróbia exemplos na vida - Pesquisa do Google

   www.google.pt
3. respiração aeróbia e anaeróbia - Pesquisa do Google

   www.google.pt
4. respiração aeróbia e anaeróbia - Pesquisa do Google

   www.google.pt
5. respiração aeróbia - Pesquisa do Google

   www.google.pt
6. Resultados da pesquisa de no Google

   www.google.pt
7. obtenção de energia - Pesquisa do Google

   www.google.pt
8. Resultados da pesquisa de no Google

   www.google.pt
9. obtenção de energia - Pesquisa do Google

   www.google.pt
10. 
    Resultados da pesquisa de http://www.sobiologia.com.br/conteudos/figuras/bioquimica/ATP.jpg no Google

    www.google.pt
11. fermentação - Pesquisa do Google

    www.google.pt
12. estrutura doATP - Pesquisa do Google

    www.google.pt
13. ATP - Pesquisa do Google

    www.google.pt
14. ATP - Pesqui

2. O transporte nos Animais

 Todos os seres vivos necessitam de realizar trocas de substâncias com o meio envolvente, condição fundamental para a manutenção da vida. Os animais, em particular, necessitam de receber nutrientes e oxigénio para as suas células e têm de eliminar dióxido de carbono e outros produtos resultantes do metabolismo.
Um sistema circulatório compreende sempre:

Um fluido circulante que garante o transporte dos nutrientes, a circulação de substâncias reguladoras, as trocas gasosas e o transporte dos resíduos a serem excretados - sangue, linfa ou hemolinfa; 
Um órgão propulsor destinado a impulsionar o fluido circulante – o coração.

Uma rede de vasos ou lacunas, entre os diferentes órgãos e tecidos do organismo, que permite o contacto do líquido circulante com o líquido intersticial de todas as células.

2.1 sistemas de transporte

Animais sem sistema de transporte

Nos animais mais simples, como a hidra, não existe um sistema de transporte especializado. O facto de serem formadas apenas por duas camadas de células e de estarem em contacto direto com o meio permite que o oxigénio se difunda, de forma direta, da água para as células. Os nutrientes difundem-se do interior da cavidade gastrovascular para as células e os produtos de excreção, resultantes do metabolismo celular, são lançados diretamente no meio.

 

Animais com sistemas de transporte

Nos insetos, o aparelho circulatório é constituído por um vaso dorsal com pequenas dilatações (corações) que impulsionam o fluido circulante para a região anterior do corpo. Nessa região, o fluido sai para cavidades (lacunas) que constituem o hemocélio, contactando diretamente com as células do corpo do animal. Após banhar as células, o fluido regressa ao sistema circulatório através de orifícios existentes nos corações (ostíolos). Neste tipo de aparelho circulatório, o fluido sai do interior de vasos e mistura-se com o líquido intersticial que circunda as células, designando-se, por este facto, por sistema circulatório aberto e o fluido circulante por hemolinfa.

Os insetos, embora possuam um sistema circulatório aberto, têm uma elevada taxa metabólica, o que, aparentemente, é contraditório. Contudo, neste grupo de animais, os gases respiratórios (oxigénio e dióxido de carbono) não são transportados pelos líquidos circulantes, existindo um sistema respiratório que conduz os gases diretamente aos tecidos, assegurando, assim, que se realize uma eficiente troca gasosa, responsável pelas altas taxas metabólicas.

Na minhoca, o sangue só circula no interior de vasos sanguíneos, não se misturando com o líquido intersticial – sistema circulatório fechado. Neste animal existem dois vasos, um dorsal e outro ventral relativamente ao tubo digestivo. O vaso dorsal funciona como um coração, provocando o movimento do sangue da parte de trás para a frente do corpo. Na parte anterior do corpo existem cinco vasos laterais  que, ao contraírem, impulsionam o sangue para o vaso ventral. Nos sistemas circulatórios fechados, o sangue flui mais rapidamente, aumentando a eficácia do transporte de materiais às células e assegurando níveis mais elevados de taxas metabólicas.

 

Sistemas de Transporte fechados

Tipos de Circulação (simples/ dupla)

 Simples: O sangue efetua um único trajeto, passando uma vez pelo coração sob a forma de sangue venoso.

Aspetos estruturais e funcionais:

Coração com duas cavidades: uma aurícula e um ventrículo.

A aurícula recebe o sangue venoso proveniente de todo o organismo e envia-o para o ventrículo.

O ventrículo impulsiona o sangue para as brânquias, onde ocorrem as trocas gasosas.

Dos capilares branquiais, o sangue segue para os tecidos e órgãos, com baixa velocidade e pressão.

Influência no Metabolismo:

A chegada de nutrientes e oxigénio às células e a remoção de resíduos é pouco eficiente, uma vez que o sangue flui com baixa velocidade e pressão para as células dos tecidos e órgãos.




 Dupla: O sangue percorre dois trajetos distintos:

Circulação Pulmonar – o sangue sai do ventrículo direito para a artéria pulmonar, que se ramifica para os órgãos onde é oxigenado, regressando à aurícula esquerda do coração pelas veias pulmonares;

Circulação Sistémica – o sangue sai do ventrículo esquerdo para a artéria aorta em direção aos tecidos. Regressa, posteriormente, à aurícula direita pelas veias cavas.

Pode ser completa ou incompleta...

 Incompleta: Há mistura de sangue venoso com sangue arterial.


 

Aspetos estruturais e funcionais:

Coração com três cavidades: duas aurículas e um ventrículo.

A aurícula direita recebe o sangue venoso e a esquerda o sangue arterial.

O ventrículo recebe sangue venoso e sangue arterial.

A circulação pulmonar e a circulação sistémica não são independentes, ocorrendo mistura parcial de sangue venoso e arterial no ventrículo.

 Influência no Metabolismo:

O sangue, bombeado diretamente do coração para os capilares dos diferentes órgãos, chega com maior velocidade e pressão aos tecidos, o que aumenta a eficácia das trocas de materiais com o fluido intersticial.

Possui a desvantagem de ocorrer uma mistura parcial dos dois tipos de sangue no ventrículo, o que afeta a concentração de oxigénio do sangue arterial.

 Completa: Os dois tipos de sangue nunca se misturam em todo o percurso.

Aspetos estruturais e funcionais:

Coração com quatro cavidades: duas aurículas e dois ventrículos.

No lado direito do coração circula apenas sangue venoso e no lado esquerdo apenas sangue arterial.

A circulação pulmonar e a circulação sistémica são independentes, não ocorrendo misturas de sangue no coração.

Influência no Metabolismo:

Esta circulação garante um maior aporte de oxigénio às células do organismo, o que permite uma maior produção de energia. Este aumento reflete-se numa maior capacidade de produção de calor corporal, que é distribuído de modo uniforme por todo o organismo, mantendo constante a sua temperatura – animais homeotérmicos. Esta aquisição contribui para uma melhor adaptação destes animais a uma grande variedade de ambientes.

2.2. Fluidos Circulantes
Nos vertebrados, para além do aparelho circulatório sanguíneo, existe um sistema linfático formado pelos vasos linfáticos ramificados em capilares linfáticos. Este sistema desempenha funções muito importantes, destacando-se:

•  Comunicação entre o sangue, que transporta substâncias e as células;
•  A recolha da linfa intersticial, que banha as células, fazendo-a regressar ao sangue.
•  A absorção das gorduras do intestino, através de pequenos canais existentes nas vilosidades intestinais, para o interior dos quais são absorvidos os produtos resultantes da digestão das gorduras.

No seu conjunto, os fluidos circulantes são responsáveis pelo(a):


 Transporte de nutrientes (pelo plasma), necessários para a nutrição das células;

 Transporte de oxigénio (pelas hemácias), necessário para a respiração celular;

 Remoção do dióxido de carbono (pelo plasma e uma pequena quantidade pelas hemácias), resultante da respiração celular;

 Transporte de hormonas (pelo plasma), responsáveis pelo controlo de algumas atividades celulares;

 Transporte de células e anticorpos do sistema imunitário, responsáveis pela defesa do organismo contra ataques de agentes patogénicos;

 Transporte de substâncias e materiais capazes de formar coágulos e assim, parar hemorragias;

 Distribuição de calor para diferentes zonas do corpo, como forma de regular a temperatura corporal.







link da recolha de imagens e pesquisa de informação:

http://escola.britannica.com.br/assembly/134812/Tanto-os-vasos-linfaticos-como-os-sanguineos-transportam-globulos-brancos
www.netxplica.com
gracieteoliveira.pbworks.com
repositorio.ul.pt
gracieteoliveira.pbworks.com
www.cientic.com
auxiliarescienciastecnologias.blogspot.com

Observação microscópica de tecidos condutores em raízes, caules e folhas 

Monocotiledóneas e Dicotiledóneas :

•  Raiz  

- Zona cortical mais desenvolvida que o cilindro central;
- Feixes condutores (xilema e floema) simples e alternos;
- Endoderme distinta.

• Caule 

- Zona cortical menos desenvolvida que o cilindro central;

- Feixes condutores duplos e colaterais;

- Tecidos de transporte sobretudo na periferia.

• Folha

- Epiderme na página inferior e superior;

- Parênquima clorofilino constituindo o mesófilo;

- Feixes condutores duplos e colaterais.

Monocotiledóneas :

• Raiz 

- Endoderme com células espessadas em U;     

- Feixes de xilema e floema abundantes.

• Caule 

- Feixes condutores, distribuídos irregularmente ou formando dois ou mais anéis. 

• Folha

- Estomas em regra, igualmente distribuídos pelas duas páginas;

- Mesófilo geralmente simétrico.

Dicotiledóneas :

• Raiz

- Endoderme com bandas de Caspary;

- Feixes de xilema e floema pouco numerosos (em protestela).

• Caule 

- Feixes condutores em menor número, formando uma única série;

- Feixes separados pelo câmbio libero-lenhoso.

• Folha

- Estomas principalmente abundantes na página inferior;

- Mesófilo, geralmente assimétrico.

Três níveis de transporte :

- Absorção (água e sais minerais)

- Transporte a curtas distâncias (célula a célula)

- Transporte/Translocação a longas distâncias (xilema e floema)

Como se efetua a absorção nas plantas vasculares?

Absorção Radicular => Entrada de água e sais minerais na raiz

Absorção ------> sistema radicular

      |

      |

água -> osmose

solutos -> transporte ativo ou passivo

Qual a importância dos pêlos radiculares ? 

Para o aumento da área disponível para absorção, a água entra na raiz por osmose.

Absorção de solutos 

Raiz 

Baixo [iões de cálcio, nitrato, potássio]

Solo 

Aumento [iões de cálcio, nitrato, potássio] 

|

---> Difusão simples ou facilitada

Raiz

Aumentar [iões de cálcio, nitrato, potássio]

Solo

Baixar [iões de cálcio, nitrato, potássio] -> Solução progressivamente mais diluida

|

-------> Transporte ativo

Transporte a curtas distâncias

Como é que a água chega ao xilema da raiz ?

Parênquima cortical ------> endoderme } transporte ativo

                               Ca+

                               K+

                               NO 2-

Translocação no xilema 

Como será que acontece o movimento da seiva xilémica ?

 Ação de forças físicas: 

- Hipótese da pressão radicular

- Hipótese da tensão-coesão -adesão

Hipótese da pressão radicular

     

Contínua acumulação de iões na sua raiz 

                              |

Entrada contínua de água para o xilema 

                              |

                Pressão na raiz 

                              |

Força a água a subir no xilema 

Hipótese da pressão radicular - Evidências 

• Exsudação
• Gutação (Hidátodos ou estomas aquíferos)

- Limitações

•  A pressão radicular não é suficiente para a subida da água em algumas plantas de grande porte.
• Existem árvores que não apresentam pressão radicular (ex: algumas gimnospérmicas).
• O movimento da seiva por este mecanismo é muito lento, não explicando a velocidade do fluxo de água no xilema durante o dia.
• As plantas das zonas temperadas não apresentam exsudação nos planos de corte, efetuando-se até, por vezes, absorção de água.
• Verifica-sea subida da água em plantas em que é cortada a raiz.

Hipótese da tensão-coesão-adesão

Grande absorção de água

                 |

Perda de cerca de 99% dessa água por transpiração

                 |

          Dinâmica

Hipótese da tensão-coesão-tensão

Células do Mesófilo (perdem água)

                     |

Tensão [As células do mesófilo ficam hipertónicas em relação ao xilema]

                     |

H2O passa do xilema para as células do mesófilo

Hipótese da tensão-coesão-adesão

Pontes de hidrogénio

            |

Responsáveis pela força de coesão

Hipótese da tensão-coesão-adesão

Adesão das moléculas de água a substâncias das paredes dos vasos xilémicos

Hipótese da tensão-coesão-adesão

A ascensão de água cria um défice de água no xilema da raiz, o que leva à absorção de água através da epiderme radicular.

• Cria-se uma tensão (défice de água) nas células do mesófilo devido à transpiração;
• Devido à saída de água, as células do mesófilo foliar ficam hipertónicas, aumentando a pressão osmótica;
• A água movimenta-se do xilema para o mesófilo;
• Forma-se uma coluna ascendente de água no xilema devido à polaridade das moléculas de água -coesão. O movimento e ascensão de água é reforçado pela elevada capacidade de adesão das moléculas de água a outras substâncias a às paredes dos vasos xilémicos;
• A ascensão de água cria um défice de água no xilema da raiz, o que leva à absorção de água através da epiderme radicular.

Mecanismo de abertura e fecho estomático

 

Entrada de água                                                               Saída de água

          |                                                                                      |

Aumento da pressão de turgescência                    Diminuição da pressão de turgescência

Células-Guarda ficam túrgidas                              Células-Guarda diminuem de volume

          |                                                                                      |

Região delgada deforma-se mais do                     Células Guarda aproxima-se

 que a região perto da abertura                                                  |

          |                                                                      Fecho do Estoma

Abertura do Estoma

Transporte/Translocação no floema

• 10% a 20% de açúcar (normalmente sacarose)
• Aminoácidos, iões inorgânicos, hormonas.

Hipótese do fluxo de massa ou fluxo sob pressão 

Local de produção - órgão fotossintético

Local de utilização - órgão consumidor ou de armazenamento

Aumenta o soluto -> Aumenta a pressão osmótica -> Entrada de H2O -> Aumenta pressão de turgescência

-> Passagem dos solutos através das placas crivosas 

Limitações:

- Não explicava o transporte do açúcar do tecido clorofilino para o floema contra o gradiente de concentração.

- Saída dos solutos dos tubos crivosos -> Diminuição da pressão osmótica -> H2O sai por osmose 

2. O transporte nos animais

Distribuição da matéria nos seres vivos 

Animais 

- Digerem os alimentos intra e/ou extracelularmente

- Seres multicelulares

- Nutrem-se por ingestão

- Seres heterotróficos

Animais sem sistema de transporte -> Animais mais simples: Porifera, Cnidários, Platelmintes e Nematelmintes

Animais com sistema de transporte -> Animais mais complexos: Anelídeos, Moluscos, Antrópodes, Equinodermes, Cordados

Planária

Apresenta um corpo desprovido de apêndices e achatado.

A ramificação da sua cavidade gastrovascular assegura uma difusão eficiente dos nutrientes a todas as células.

Sistemas de transporte (funções)

• Transporte de nutrientes para as células
• Transporte das excreções até aos órgãos excretores
• Participar na defesa do organismo contra agentes invasores 
• Transporte de dióxido de carbono das células para as superficies respiratórias
• Transporte de hormonas
• Transporte de oxigénio para as células 
• Distribuir o calor metabólico pelo organismo

Sistema de transporte (constituição)

órgão propulsor                fluído circulante                        vasos ou lacunas

          |                                       |

coração(ões)                 sangue, linfa, hemolinfa

Tipos de sistema de transporte ou circulatório

- Aberto

-Fechado