BIOLOGIA PROF.ª MANUELLA SEREJO

PROF. VIRGÍLIO GUEDES1º ANOENSINO MÉDIO

Unidade IIIEnergia: Conservação e Transformação

Aula 12Revisão e Avaliação

REVISÃO DOS CONTEÚDOS

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Origem da vida

• A queda definitiva da teoria da geração espontânea levou a uma nova questão: se os seres vivos não surgem espontaneamente da matéria inanimada, então como foi que eles surgiram na Terra?

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Panspermia

• A vida na Terra originou-se a partir de substâncias precursoras da vida, ou mesmo de seres vivos, provenientes de outros locais do cosmo.

William Thomson

Svante August Arrhenius

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Panspermia

• Atualmente, essa teoria ganhou força com a descoberta de moléculas orgânicas em cometas e outros corpos celestes.

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Hipótese de Oparin e Haldane • Também chamada de Teoria da evolução

molecular ou Teoria da evolução química. • Na década de 1920, Oparin apresentou sua

hipótese, que se baseava na ideia de que modificações lentas e graduais causaram a formação de compostos orgânicos.

• Um processo semelhante ao proposto por Oparin foi descrito também por John B. S. Haldane.

Oparin

Haldane

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Essa hipótese pode ser dividida em três partes:

1. Síntese pré-biótica de moléculas orgânicas;2. Agregação de moléculas;3. Evolução.

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O experimento de Miller e Urey • Em 1953, construiu em laboratório um sistema que

simulava as condições da atmosfera primitiva de Oparin. • Formado por tubos e balões de vidro interligados, onde

foram adicionados compostos existentes na atmosfera primitiva: amônia (NH3), metano (CH4), hidrogênio (H2) e vapor de água (H2O).

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• O sistema foi aquecido e recebeu descargas elétricas, simulando a temperatura elevada da época e as tempestades que ocorriam.

Saída do excesso de vapor

Acumulação de moléculas

orgânicas

Vapor de água Eletrodo

Condensação

Água friaÁgua quente

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Fotossíntese

• O termo fotossíntese significa síntese pela luz, sendo o processo pelo qual plantas, algas e algumas bactérias utilizam a energia luminosa para produzir matéria orgânica.

• A fotossíntese é o principal meio de produção de energia dos seres autotróficos.

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A equação geral da fotossíntese é:

12 H2O + 6 CO2 6 O2 + C6H12O6 + 6 H2O

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Estrutura das células fotossintetizantes

• Nas células, a fotossíntese ocorre em organelas chamadas de cloroplastos, a qual contém pigmentos responsáveis pela absorção da energia luminosa.

Estroma

Granum

Membrana interna

Cloroplato em microscópio

Membrana externa

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Estrutura das células fotossintetizantes

• O pigmento fotossintetizante mais conhecido é a clorofila, mas alguns organismos utilizam carotenoides e ficobilinas.

Estroma

Granum

Membrana interna

Cloroplato em microscópio

Membrana externa

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Cloroplastos • As membranas internas dos cloroplastos, chamadas

de tilacoides, contêm complexos chamados de fotossistemas.

• Esses fotossistemas são compostos pelos pigmentos fotossintetizantes juntamente com proteínas e moléculas transportadoras de elétrons.

• Eles são divididos em fotossistema I e fotossistema II de acordo com o comprimento de onda considerado ótimo para a absorção.

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Reações da fotossíntese

• A fotossíntese é composta por uma série de reações químicas. Estas reações são divididas em duas fases na fotossíntese: a fase clara ou fotoquímica e a fase escura ou puramente química. CO2

AçúcaresCloroplasto

Ciclo de Calvin

ATPNADPH

NADP+

ADP Pi

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Reações da fotossíntese

• A fase clara ocorre durante o dia, pois depende da presença de luz para acontecer.

• Essa fase ainda pode ser dividida em dois processos: a fotofosforilação e a fotólise da água.

CO2

AçúcaresCloroplasto

Ciclo de Calvin

ATPNADPH

NADP+

ADP Pi

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Fotofosforilação • É o processo de produção de energia na forma de

adenosina-trifosfato (ATP) a partir da energia luminosa. • Fotofosforilação cíclica ocorre no fotossistema I,

composto basicamente por clorofila a. • Fotofosforilação acíclica, os fotossistemas I e II

trabalham em conjunto. • No fotossistema II predomina a clorofila b.

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Clorofila

Camada de elétrons

Camada de transporte de elétrons

Elétrons excitados (2e’’)

Luz

Energia para produção de ATP

ATP

Fotofosforilação cíclica

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Clorofila

Camada de transporte de elétronsElétrons

excitados (2e’’)

Luz Energia para produção de ATP

ATP

Fotofosforilação acíclica

H+ + H+

NADP+

NADPH

(2 e’’)

1/2

H2O

O2

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Fotólise da água • A molécula de clorofila que perdeu seu elétron é capaz

de substituí-lo por elétrons extraídos de moléculas de água.

• Com a remoção dos seus elétrons, a molécula de água decompõe-se em prótons (H+) e átomos livres de oxigênio (O).

• A equação geral da fotólise da água é a seguinte:

2 H2O 4e– + 4 H+ + O2

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Ciclo das pentoses ou ciclo de Calvin-Benson

• A fase escura da fotossíntese ocorre no estroma dos cloroplastos.

• Consiste em um conjunto de reações que ocorre de forma cíclica, sendo responsável pela produção de glicídios que vão servir de alimento para o organismo.

• Esse processo realiza a fixação do carbono atmosférico, pois utiliza moléculas de gás carbônico (CO2) como fonte de carbono para a produção dos glicídios.

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Ciclo das pentoses ou ciclo de Calvin-Benson

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O destino dos glicídios

• A glicose livre é gerada em baixa quantidade nas células fotossintetizantes.

• Parte dos glicídios da fotossíntese é utilizada pelas mitocôndrias na respiração celular, produzindo energia para o organismo realizar suas funções vitais.

• Pode ser convertida em amido e ser armazenada compondo uma reserva energética para o organismo.

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Importância da fotossíntese para o ecossistema

• A fotossíntese é responsável, por exemplo, pelo fornecimento de oxigênio.

• Os organismos fotossintetizantes fazem parte do primeiro nível trófico das cadeias e teias alimentares.

• As plantas e outros organismos fotossintetizantes conseguem converter a energia solar em energia química.

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Luz solar

RaizMinerais

Água

Dióxido de Carbono

Energia

solarGlicose

Oxigênio

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Evolução do metabolismo energético

• Metabolismo energético são todas as alterações químicas que produzem a energia necessária para que o organismo dos seres vivos funcione da maneira adequada.

• As primeiras pesquisas sobre o tema surgiram há quatro séculos, com análise da constituição orgânica dos animais.

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Evolução do metabolismo energético

Seres autotróficos e heterotróficos^

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Fermentação

• Processo químico no qual fungos e bactérias realizam a transformação de matéria orgânica em outros produtos e energia, na ausência de gás oxigênio (O2).

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Fermentação

• É a forma que esses seres encontram de produzir energia para o desempenho de suas funções biológicas.

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Fermentação

• Ocorre no citosol. • A glicose é degradada

parcialmente, na ausência de oxigênio, em substâncias mais simples, como o álcool etílico, ácido lático e ácido acético.

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Seres que realizam o processo de fermentação

• Anaeróbios obrigatórios: bactérias do tétano (Clostridium tetani);

• Anaeróbios facultativos: nossas células, na insuficiência de oxigênio.

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Tipos de fermentação

Fermentação alcoólica • Libera gás carbônico. • Realizada por bactérias e leveduras, se alimentam dos

açúcares do suco de uva ou malte e formam o vinho e a cerveja, respectivamente.

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Fermentação alcoólica

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Fermentação alcoólica

• Os fungos Saccharomyces cerevisiae são utilizados no fermento do pão, a liberação de CO2 faz a massa crescer.

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Tipos de fermentação

Fermentação acéticaUsado na fabricação de vinagre, que pode ser produzido a partir do vinho ou de suco de uva ou maçã, para a fermentação são usadas acetobactérias.

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Tipos de fermentação

Fermentação lática• Realizada por nossas células do tecido muscular estriado esquelético, e por bactérias e lactobacilos. • Esse processo na indústria é usado para fabricar iogurtes, coalhadas, queijos e manteigas a partir do leite.

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Fermentação lática

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Produtos da fermentação

Organismos

Glicose

Ácido pivúrico

Produtos de fermentação

Propionibacterium

CO2, ácido propiónico

CO2, etanol Ácido acético

Isopropanol acetona

Ácido lático

Queijo suíço

Saccharomyces Clostridium Escherichia Acetobacter

Aspergillus LactobacillusStreptococcus

Queijo Cheddar, molho de soja

Removedor de esmalte, álcool VinagreVinho, cerveja

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Quimiossíntese

É o processo que transforma substâncias orgânicas a partir da liberação de energia de substâncias inorgânicas.

Não utiliza energia luminosa!

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QuimiossínteseNitrogênios atmos-

féricos (N2)

bactérias fix-adoras de nitrogênio, nódulos de leguminosas

amonificação

assimilação

nutriçãoBactérias nitrificantes

Bactérias nitrificantes

Bac-térias desnitri-ficantesNitratos

(NO3-)decompositoresbactérias e fungos,

aeróbicos e an-aeróbios

Plantas

Nitritos (NO2-)

Amônio (NH4+)

bactérias fixadoras de nitrogênio no solo

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Quimiossíntese

Permite a sobrevivência das bactérias nitrificantes e do homem, pois reciclam a matéria, formando aminoácidos essenciais ao homem.

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