Prévia do material em texto
Biologia Água e Sais Minerais Teoria Para que os organismos funcionem, são necessárias substâncias orgânicas e inorgânicas que trabalhem, por exemplo, em reações de anabolismo e catabolismo, como reguladores, na constituição estrutural ou como reserva energética. São substâncias inorgânicas a água e os sais minerais, enquanto os carboidratos são considerados substâncias orgânicas. Água A água (H2O) é responsável por formar a maior parte da massa dos seres vivos. É composta por um átomo de oxigênio e dois de hidrogênio, formando uma molécula polar, com o lado do oxigênio apresentando carga negativa e o lado dos hidrogênios apresentando uma carga positiva, essa diferença de cargas faz com que a água seja considerada um dipolo. Por conta disso, a água possui certas propriedades, como: Representação de uma molécula de água. Ilustração por Rebeca Khouri. ● Alto calor específico: é o quanto de calor 1g de substância tem que receber para aumentar a sua temperatura em 1°C. O calor específico da água é igual a 1cal/g°C, ou seja, ela apresenta uma alta capacidade de absorver e conservar o calor (sem mudar de estado físico), ou mesmo aquecer/esfriar de maneira brusca. ● Adesão: Força que permite que a água se ligue a outras superfícies carregadas, formadas por substâncias que não são água. ● Coesão: Força que permite que a água se ligue com outras moléculas de água. ● Tensão superficial: Força que permite que a ligação das moléculas de água na superfície não se rompa quando se exerce força sobre essa água. Por exemplo, insetos caminhando sobre ela. Biologia Foto de um inseto na superfície da água. Ele não afunda devido à tensão superficial da água. Fonte: PXHere. Disponível em: https://pxhere.com/pt/photo/616993. Acessado em 03/09/2021 Interação das moléculas de água para formar a tensão superficial e forças que agem sobre um objeto na superfície da água. FS: Força da tensão superficial. FW = força do peso do objeto. Fonte: Booyabazooka e Karl Hahn. Disponível em: https://pt.wikipedia.org/wiki/Tens%C3%A3o_superficial. Acessado em 03/09/2021 A partir destas propriedades, a água possui diferentes funções para os seres vivos, como: ● Participar da maioria das reações metabólicas: em reações de hidrólise (quebra de moléculas pela água, em que a presença de uma molécula de água faz com que a ligação entre dois compostos se rompa – reações de catabolismo) ou de síntese por desidratação (quando duas moléculas se unem para formar outra, os H+ e OH- liberados se ligam, formando água – reações de anabolismo). ● Atuar como solvente universal: por conta de sua polaridade, a água consegue solubilizar com facilidade outras moléculas também polares, chamadas de hidrofílicas, como, por exemplo, carboidratos, proteínas e sais minerais. A água não consegue reagir com moléculas apolares – moléculas conhecidas por serem hidrofóbicas – como os lipídios. É por isso que, ao colocar óleo e água, as duas substâncias não se misturam, e podemos observar diferentes fases na mistura. ● Participar no transporte de substâncias: a água no nosso corpo carrega diferentes tipos de substâncias, como excretas e nutrientes. ● Participar na regulação térmica: seu alto calor específico permite que a molécula consiga transportar calor em processos como sudorese ou diurese, realizando a regulação térmica. Nestes casos, a água presente no suor absorve o calor do nosso corpo, diminuindo nossa temperatura, e quando ela evapora, o calor também é retirado. Essa propriedade está relacionada ao calor latente de vaporização. https://pxhere.com/pt/photo/616993.%20Acessado%20em%2003/09/2021 Biologia A água apresenta um comportamento anômalo: ela se dilata quando é congelada (estado sólido), apresentando uma menor densidade que no estado líquido, diferentemente das outras substâncias, que no estado sólido possuem uma maior densidade que no estado líquido. Esse comportamento da água permite uma maior proliferação da vida no ambiente aquático, porque faz com que lagos que congelam no inverno, por exemplo, mantenham uma camada de gelo na superfície e a água em seu interior permaneça no estado líquido. A concentração de água varia no corpo de um indivíduo de acordo com: ● Metabolismo: quanto mais metabólico um tecido é, mais água é necessária. (ex.: cerca de 20% de água nos ossos, 85% no cérebro). ● Idade: indivíduos mais jovens apresentam maior quantidade de água no corpo. Quanto maior a idade, menos água o corpo precisa, pois o metabolismo diminui. ● Espécie: a quantidade de água nos organismos varia de acordo com a espécie, podendo apresentar maior ou menor quantidade de água. Nos humanos, a média é de 70% do nosso corpo, já as águas-vivas (Cnidários) apresentam mais de 95% do corpo com água. Sais minerais Os sais minerais são substâncias inorgânicas que ajudam a formar diversas moléculas, além de participar de reações químicas no nosso organismo. Podem ser divididos em dois tipos: os macronutrientes, aqueles necessários em grande quantidade pelo nosso organismo, e os micronutrientes, aqueles que podem estar em menor quantidade. Essa classificação não tem relação com o tamanho da molécula ou da substância, mas sim com a importância dela no nosso organismo. São encontrados em diferentes tipos de alimentos. De maneira geral, podemos dizer que os sais constituem diversas moléculas e reações químicas importantes, como a hemoglobina, que transporta gases como gás carbônico (CO2) e o oxigênio (O2); a clorofila, que participa da fotossíntese; e o ATP, principal molécula armazenadora de energia. Veja, a seguir, a função e onde podemos encontrar os principais sais minerais para os seres vivos: ● Sódio (Na): macronutriente. Importante no equilíbrio hídrico da célula, tanto em animais quanto em plantas. Assim como o potássio, participa na propagação do impulso nervoso e no controle da pressão arterial. Sua falta causa uma menor atividade muscular, problemas de pressão e câimbras. Pode ser obtido com a ingestão de sal de cozinha ou sal natural dos alimentos. ● Potássio (K): macronutriente. Importante no equilíbrio hídrico da célula, na propagação do impulso nervoso, no controle da pressão arterial e na frequência cardíaca. Sua falta causa uma menor atividade muscular. Nas plantas, ajuda no controle osmótico para abertura e fechamento dos estômatos. É encontrado em frutas, verduras, leguminosas e cereais. Biologia Esquema simplificado da bomba de sódio e potássio, que pode estar presente na membrana celular, e é responsável por enviar sódio para o lado de fora da célula, e potássio para o meio intracelular, isso tudo com o gasto de energia (ADP). Fonte: Phi-Gastrein/NaKpompe. Disponível em: https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Sodium-potassium_pump.svg. Acessado em 03/09/2021 • Ferro (Fe): micronutriente. Participa na composição da hemoglobina. Sua falta pode causar anemia ferropriva. Nas plantas, participa dos processos de fotossíntese, respiração e fixação de nitrogênio nas leguminosas. Pode ser obtido através do consumo de fígado, carnes, gema do ovo, pinhão, legumes e folhas verdes. Para que o ferro ingerido de fonte vegetal seja melhor absorvido, a absorção deve ser feita juntamente a fontes de vitamina C. Isso acontece, pois o ferro animal apresenta forma ferrosa Fe+2 (ferro heme), enquanto o ferro vegetal está na forma férrica Fe+3 (ferro não-heme). Como o Fe+2 é mais facilmente absorvido no nosso organismo, a vitamina C ajuda na redução do Fe+3 e em Fe+2. ● Cálcio (Ca): macronutriente. Participa na formação dos ossos e dentes, contração muscular e coagulação sanguínea. Sua falta provoca problemas nos ossos, como osteoporose e raquitismo. Nas plantas, ajuda na constituição da parede celular, na formação do grão de pólen e na absorção de micronutrientes. Ocálcio pode ser encontrado em laticínios e folhas verdes (brócolis, espinafre, alface, etc.). ● Fósforo (P): macronutriente. Participa na composição das membranas da célula, na formação de ATP, e na formação de DNA e RNA em animais e plantas. Também auxilia na formação de ossos e dentes. Sua falta dá uma maior probabilidade de fraturas ósseas e problemas musculares. Os principais alimentos com fósforo são carne vermelha, aves, peixes, ovos, laticínios e leguminosas. ● Magnésio (Mg): macronutriente. Atua junto com enzimas e vitaminas em diversas células, auxiliando na formação de ossos e no funcionamento de nervos e músculos. Nas plantas, forma a clorofila. Sua falta causa fraqueza e pode levar a casos de hipertensão. Pode ser encontrado em folhas verdes, cereais, leguminosas, peixes, carnes, ovos e banana. ● Iodo (I): micronutriente. Constitui os hormônios da tireoide, triiodotironina (T3) e tiroxina (T4). Sua falta pode provocar o bócio e outros problemas metabólicos. Este sal não é muito importante para plantas, sendo encontrado em baixas quantidades. Está presente no sal de cozinha iodado, peixes e frutos do mar. https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Sodium-potassium_pump.svg Biologia ● Cloro (Cl): macronutriente. Importante para a fabricação do ácido clorídrico presente no estômago. Nas plantas, ajuda no crescimento e desenvolvimento, participando também na regulação osmótica. Sua falta causa deficiência na digestão de proteínas. É encontrado no sal comum. ● Cobalto (Cb): micronutriente. Age com a vitamina B12, participando na formação das hemácias, estimulando crescimento e combatendo infecções cutâneas. Nas plantas, ajuda na fixação de nitrogênio, sendo muito importante em plantações. Está presente em alimentos ricos em vitamina B12 e outros, como amendoim, ervilha, manteiga e alguns peixes. ● Flúor (F): micronutriente. Fortalece ossos e dentes. A falta desse sal pode levar ao desenvolvimento de cáries e, em certos casos, contribui para a osteoporose. Nas plantas, este sal pode ser tóxico. Está presente em água fluoretada, peixes e alguns chás. ● Selênio (Se): micronutriente. Atua junto à vitamina E como antioxidante. Nas plantas, ajuda na formação de proteínas quaternárias. São raros os problemas pela falta desse sal (como doenças cardíacas), mas é possível haver intoxicação pelo excesso, causando queda de cabelos e unhas. Está em castanhas, frutos do mar e cereais integrais. ● Zinco (Zn): micronutriente. Participa na produção de proteínas, para o desenvolvimento do organismo, e ajuda também no sistema imune e na ação antioxidante. Nas plantas, atua com enzimas nas etapas da fotossíntese e para produção de sementes. Sua falta é mais comum em idosos e reduz a atividade imunológica e a libido. Está presente na carne de porco e iogurtes. Que tal conferir um mapa mental sobre Filosofia Moderna? Clique na imagem, para ver o “QUER QUE DESENHE?” desse mapa mental no canal do Descomplica no YouTube. https://www.youtube.com/watch?v=Mvzhvl2_Nvo Biologia Exercícios de fixação 1. Qual das alternativas abaixo não corresponde a uma propriedade da água? a) Alto calor específico. b) Adesão e coesão. c) Solubilizar lipídios. d) Tensão superficial. 2. Qual associação entre o sal mineral e sua função está correta? a) Ferro – constitui hormônios tireoidianos. b) Flúor – participa da composição da hemoglobina. c) Magnésio – forma a clorofila. d) Sódio – fortalece os dentes. 3. Das opções a seguir, qual fala sobre um animal e um órgão que apresenta maior quantidade de água? a) Cacto e osso. b) Bactéria e pele. c) Humanos e músculos. d) Água-viva e cérebro 4. Qual propriedade faz com que as moléculas de água permaneçam unidas entre si? 5. O que são os sais minerais? Como podem ser encontrados? Biologia Exercícios de vestibulares 1. (Enem 2010) A cárie dental resulta da atividade de bactérias que degradam os açúcares e os transformam em ácidos que corroem a porção mineralizada dos dentes. O flúor, juntamente com o cálcio e um açúcar chamado xilitol, agem inibindo esse processo. Quando não se escovam os dentes corretamente e neles acumulam-se restos de alimentos, as bactérias que vivem na boca aderem aos dentes, formando a placa bacteriana ou biofilme. Na placa, elas transformam o açúcar dos restos de alimentos em ácidos, que corroem o esmalte do dente formando uma cavidade, que é a cárie. Vale lembrar que a placa bacteriana se forma mesmo na ausência de ingestão de carboidratos fermentáveis, pois as bactérias possuem polissacarídeos intracelulares de reserva. Disponível em: http://www.diariodasaude.com.br. Acesso em: 11 ago 2010 (adaptado). CÁRIE 1. Destruição de um osso por corrosão progressiva. * cárie dentária: efeito da destruição da estrutura dentária por bactérias. HOUAISS, Antônio. Dicionário eletrônico. Versão 1.0. Editora Objetiva, 2001 (adaptado) A partir da leitura do texto, que discute as causas do aparecimento de cáries, e da sua relação com as informações do dicionário, conclui-se que a cárie dental resulta, principalmente, de a) falta de flúor e de cálcio na alimentação diária da população brasileira. b) consumo exagerado do xilitol, um açúcar, na dieta alimentar diária do indivíduo. c) redução na proliferação bacteriana quando a saliva é desbalanceada pela má alimentação. d) uso exagerado do flúor, um agente que em alta quantidade torna-se tóxico à formação dos dentes. e) Consumo excessivo de açúcares na alimentação e má higiene bucal, que contribuem para a proliferação de bactérias. 2. (UFLA 2017) O fato de alguns insetos se locomoverem sobre a superfície da água e algumas espécies de plantas crescerem por cima da superfície da água é também uma das propriedades que deixa as células individualizadas e coesas. Essa propriedade físico-química da água é denominada: a) Densidade. b) Tensão superficial. c) Capacidade térmica. d) Temperatura de fusão. e) Alto poder de dissolução. Biologia 3. (UFTPR 2008) A água apresenta inúmeras propriedades que são fundamentais para os seres vivos. Qual, dentre as características a seguir relacionadas, é uma propriedade da água de importância fundamental para os sistemas biológicos? a) Possui baixo calor específico, pois sua temperatura varia com muita facilidade. b) Suas moléculas são formadas por hidrogênios de disposição espacial linear. c) Seu ponto de ebulição é entre 0 e 100 °C. d) É um solvente limitado, pois não é capaz de se misturar com muitas substâncias. e) Possui alta capacidade térmica e é solvente de muitas substâncias. 4. (UCPEL 2006) Assim como os demais seres vivos, necessitamos de certa taxa de água no nosso corpo para nos mantermos vivos. Na realidade estamos constantemente perdendo água para o ambiente, e essa água precisa ser, de alguma forma, reposta, sem o que corremos o risco de nos desidratamos. Podemos dizer que o papel da água nas reações químicas e metabolismo é a) transportar substâncias por ela dissolvidas e facilitar as reações químicas. b) agir exclusivamente nas membranas celulares. c) participar somente nas reações de oxidação. d) não transportar nenhum tipo de substância. e) transportar substâncias e não facilitar a entrada de material orgânico. 5. (UNIVASF) Correlacione os sais minerais citados abaixo com suas funções para o organismo humano, descritas a seguir. 1. Iodo. 2. Enxofre. 3. Magnésio. 4. Sódio. 5. Cálcio. ( ) Faz parte das moléculas de hormônios da glândula tireoide; sua falta pode levar ao desenvolvimento acentuado dessa glândula, determinando o bócio. ( ) Participa dos processos de contração muscular e de coagulação do sangue. ( ) Participa da transmissão do impulso nervosoe do equilíbrio hídrico do corpo. ( ) É importante no metabolismo celular e no funcionamento normal de músculos e nervos. ( ) Está presente em muitas moléculas de proteínas. A alternativa que traz a associação correta é: a) 2, 4, 5, 3 e 1. b) 1, 4, 5, 2 e 3. c) 1, 5, 4, 3 e 2. d) 5, 4, 3, 2 e 1. e) 3, 4, 5, 1 e 2. Biologia 6. (UECE 2017) No corpo humano, a água exerce variadas atividades fundamentais que garantem o equilíbrio e o funcionamento adequado do organismo como um todo. Considerando que um ser humano adulto tem entre 40 e 60% de sua massa corpórea constituída por água, é correto afirmar que a maior parte dessa água se encontra localizada: a) na linfa. b) nas secreções glandulares. c) no meio intracelular. d) no plasma sanguíneo. e) nos pelos do corpo. 7. (UPF 2002) Os sais minerais, encontrados nos mais variados alimentos, desempenham função importante na saúde do homem, podendo estar dissolvidos na forma de íons nos líquidos corporais, formando cristais encontrados no esqueleto, ou ainda combinados com moléculas orgânicas. A alternativa que relaciona CORRETAMENTE o sal mineral com sua função no organismo é: a) K – participa dos hormônios da tireoide. b) F – constitui, juntamente com o Ca, o tecido ósseo e os dentes. c) P – participa da constituição da hemoglobina, proteína encontrada nas hemácias. d) Cl – fortalece os ossos e os dentes e previne as cáries. e) Ca – auxilia na coagulação sanguínea. Biologia 8. (Enem 2005) A água é um dos componentes mais importantes das células. A tabela abaixo mostra como a quantidade de água varia em seres humanos, dependendo do tipo de célula. Em média, a água corresponde a 70% da composição química de um indivíduo normal. Tipo de célula Quantidade de água Tecido nervoso – substância cinzenta 85% Tecido nervoso – substância branca 70% Medula óssea 75% Tecido conjuntivo 60% Tecido adiposo 15% Hemácias 65% Ossos (Sem medula) 20% Fonte: L.C. Junqueira e J. Carneiro. Histologia Básica, 8ª Ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 1985. Durante uma biópsia, foi isolada uma amostra de tecido para análise em um laboratório. Enquanto intacta, essa amostra pesava 200 mg. Após secagem em estufa, quando se retirou toda a água do tecido, a amostra passou a pesar 80 mg. Baseado na tabela, pode-se afirmar que essa é uma amostra de a) tecido nervoso – substância cinzenta. b) tecido nervoso – substância branca. c) hemácias. d) tecido conjuntivo. e) tecido adiposo. 9. (UPE 2013) Existe uma busca incessante dos cientistas por água em outros planetas. Isso se justifica porque ela se encontra relacionada aos processos vitais dos seres vivos. Todos os seres vivos do nosso planeta são formados por células, constituídas de organelas, que, por sua vez, mantêm as células vivas utilizando inúmeros tipos de substâncias. Uma delas é a água. Assinale a alternativa correta quanto à relação da água com os seres vivos. a) A proporção de água nos seres vivos é a mesma, independentemente da espécie. b) A água, quando quebrada, permite que os átomos de hidrogênio e oxigênio se adicionem a outras substâncias em reações químicas no interior das células de organismos vivos. c) A água é um dos constituintes fundamentais da célula, pois as moléculas são exclusivamente solúveis em meio aquoso. d) O oxigênio presente na molécula de água permite a oxigenação do meio aquoso, facilitando os processos de respiração dos seres vivos. e) O hidrogênio presente na molécula de água, como elemento solvente, permite reações bioquímicas importantes para a formação de moléculas orgânicas. Biologia 10. (Enem 2016) O petróleo é um tipo de combustível fóssil, de origem animal e vegetal, constituído principalmente por hidrocarbonetos. Em desastres de derramamento de petróleo, vários métodos são usados para a limpeza das áreas afetadas. Um deles é a biodegradação por populações naturais de microrganismos que utilizam o petróleo como fonte de nutrientes. O quadro mostra a composição química média das células desses micro-organismos. Elemento Composição celular Carbono 50 Hidrogênio 7 Nitrogênio 11 Fósforo 2 Outros 30 Para uma efetiva biodegradação, a região afetada deve ser suplementada com a) nitrogênio e fósforo. b) hidrogênio e fósforo. c) carbono e nitrogênio. d) carbono e hidrogênio. e) nitrogênio e hidrogênio. Sua específica é Naturezas e quer continuar treinando esse conteúdo? Clique aqui, para fazer uma lista extra de exercícios. https://dex.descomplica.com.br/enem/biologia/exercicios-agua-e-sais-minerais Biologia Gabaritos Exercícios de fixação 1. C Apesar de ser considerada um solvente universal, a água não consegue solubilizar lipídios, visto que eles são compostos apolares hidrofóbicos. 2. C O magnésio compõe a clorofila, pigmento esverdeado relacionado à fotossíntese. 3. D A água-viva é um animal do grupo dos cnidários e pode ter até 90% de seu corpo formado por água. Já o cérebro é um órgão muito ativo, e depende de muita água para que seu metabolismo funcione corretamente. 4. Por meio das ligações de hidrogênio. Como a água é uma substância muito polar, entre suas moléculas formam-se fortes ligações (de hidrogênio), que mantêm as moléculas coesas entre si. 5. Os sais minerais são substâncias inorgânicas que ajudam a formar diversas moléculas e participam de reações químicas no nosso organismo. Podem ser encontrados dissolvidos no plasma celular, associados a moléculas orgânicas, ou mineralizados. Exercícios de vestibulares 1. E A cárie dental tem influência direta pela ingestão de açúcar, que pode se acumular na boca e causar proliferação de bactérias, cujos metabólitos liberados corroem o esmalte do dente, formando a cárie. 2. B A tensão superficial promovida pelas moléculas de água, fazem com que elas fiquem muito unidas, formando uma tensão que permite a locomoção de alguns insetos sobre a sua superfície. 3. E A temperatura da água não varia com facilidade, o que permite uma alta capacidade térmica, devido ao seu alto calor específico, além de ser considerada um solvente universal. 4. A A água auxilia no transporte de diversas substâncias, seja na corrente sanguínea ou nos espaços intercelulares; também facilita reações químicas, participando dos processos de hidrólise e síntese por desidratação. 5. C Iodo – responsável por formar hormônios da tireoide. Enxofre – participa da formação de pontes dissulfeto em proteínas de estrutura terciária e quaternária. Magnésio – ajuda na formação de ossos e dentes e no funcionamento de nervos e músculos, sendo um importante cofator das enzimas que participam destes processos. Sódio – participa da bomba de sódio e potássio no impulso nervoso e do equilíbrio hídrico. Cálcio – além dos ossos, participa da cascata de coagulação e da contração muscular. 6. C O meio intracelular é o que terá maior concentração de água, pois lá ocorre o metabolismo da célula. Biologia 7. E O cálcio participa da coagulação sanguínea, já que a presença deste sal no sangue, junto com a tromboplastina, estimula a protrombina a formar a trombina. As outras alternativas estão incorretas, pois: o Potássio (K) ajuda no controle osmótico, enquanto o Iodo (I) participa dos hormônios da tireoide. O Flúor (F) ajuda na proteção de dentes, e o Cálcio (Ca) apenas constitui o tecido ósseo e os dentes. O Fósforo (P) forma a moeda energética da célula, além de outras estruturas, como o fosfato, enquanto o Ferro (Fe) faz a constituição da hemoglobina, proteína encontrada nas hemácias. O Cloro (Cl) forma o ácido clorídrico no estômago, e é o Flúor que fortalece os ossos e os dentes, e previne as cáries. 8. D Após a secagem, a amostra perdeu 120mg de água, o que equivale a 60% da massa total.Podemos observar na tabela que o tecido que apresenta em sua composição 60% de água é o tecido conjuntivo. 9. B A molécula de água, quando tem suas ligações rompidas (quebradas, como dito pela questão) libera íons de hidrogênio (H+) e hidroxilas (OH–). H2O —> H+ + OH–. Estes componentes podem reagir e ser adicionados a novas substâncias, como ocorre nas reações metabólicas de síntese por desidratação. 10. A O quadro presente na questão mostra a composição química média das células dos microrganismos. De acordo com o quadro, há percentuais de: carbono, hidrogênio, nitrogênio, fósforo e outros. Assim, para uma efetiva biodegradação na área afetada com derramamento de petróleo (hidrocarboneto), é necessário o suplemento de nitrogênio e fósforo, uma vez que o carbono e hidrogênio são componentes do petróleo, estando presentes na área afetada.