Biologia - Livro 1-0003

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Algumas bactérias têm uma cápsula aderida à su-
perfície externa da parede celular. É constituída por
proteínas e carboidratos; contribui para uma proteção
adicional à célula bacteriana. Internamente à parede
celular, encontra-se a membrana plasmática ou plas-
malema. Sua composição é lipoproteica e tem como
principal papel o controle da troca de materiais entre a
bactéria e o meio.
A membrana celular bacteriana apresenta invaginações,
os mesossomos, estruturas responsáveis pela respiração
celular. O material genético liga-se aos mesossomos; assim,
essa estrutura tem importante contribuição no processo de
divisão celular bacteriana.
O material genético consta de um filamento de
cromatina formado por DNA circular, ou seja, sem ex-
tremidades livres. Além disso, o DNA bacteriano não tem
proteínas associadas, como ocorre no material genético
do núcleo de eucariontes. Bactérias não têm carioteca;
são desprovidas de núcleo, sendo consideradas como
seres procariontes. A região da célula onde se encontra
a cromatina é denominada nucleoide. As bactérias tam-
bém possuem moléculas menores de DNA, dispersas
pela célula: são os plasmídeos. Essas estruturas contêm
material genético adicional e que podem contribuir para
a sobrevivência da bactéria.
O citoplasma bacteriano compreende todo o espaço
que fica para o interior da membrana. Inclui o citosol, as
moléculas de DNA e ribossomos (Fig. 9).
Ribossomos
Plasmídeos
Membrana
plasmática
Parede
celular
Cápsula
Citosol
Mesossomo
Nucleoide
Região com
cromatina
Fig. 9 Uma célula bacteriana pode apresentar como envoltórios a mem-
brana, a parede celular e a cápsula. O citoplasma compreende tudo o
que está para o interior da membrana, incluindo citosol, ribossomos e
moléculas de DNA.
Energia e vida
Vimos como os seres vivos estão organizados. Agora,
passaremos a compreender algumas noções básicas sobre
a energia nos seres vivos. Utilizamos energia na realização
de nossas atividades metabólicas: impulso nervoso, con-
tração muscular, síntese de proteínas etc.
Obtemos toda essa energia a partir do alimento que
ingerimos. Uma pessoa que toma um copo de leite ob-
tém energia e outros benefícios desse alimento. Nosso
corpo dissipa energia para o ambiente sob a forma de
calor (Fig. 10).
A vaca que produziu o leite obteve energia a partir do
alimento que consumiu – capim, por exemplo. O capim, por
sua vez, obteve energia da luz solar através do processo
denominado fotossíntese.
Célula vegetal
Uma célula vegetal típica apresenta estruturas também
presentes em células animais; contudo, tem componentes
que não são encontrados em células animais: cloroplastos
e parede celular.
Cloroplastos são orgânulos membranosos que contêm
DNA e pigmentos (como a clorofila). São responsáveis pela
fotossíntese.
A parede celular, também denominada membrana es-
quelética, envolve a célula e apresenta certa rigidez. Suas
principais funções são a proteção da célula e a susten-
tação mecânica. Seu principal componente é a celulose,
podendo também apresentar outros materiais, como a
lignina ou a suberina. O retículo endoplasmático pode
formar vesículas cheias de líquido; essas vesículas acabam
se fundindo, formando um grande vacúolo central. Essa
estrutura armazena água, sais, açúcares e outros materiais.
Dependendo de sua concentração, o vacúolo participa
de processos osmóticos (osmose) da célula. Vacúolos
também são encontrados em células animais, porém são
muito menos desenvolvidos.
Vesículas provenientes do retículo endoplasmático
podem se unir ao vacúolo e nele despejar enzimas diges-
tivas. Assim, o vacúolo acaba desempenhando um papel
na digestão intracelular, tendo função correspondente à
dos lisossomos.
Vegetais que formam sementes – as gimnospermas e
as angiospermas – não possuem centríolos. Vê-se, portanto,
que os centríolos não são indispensáveis para a realização
do processo de divisão celular (Fig. 8).
Membrana
Núcleo
Ribossomos
Vacúolo
– Armazenamento (água, sais e açúcares)
– Controle osmótico
– Sustentação
– Contém enzimas digestivas
Cloroplasto
– Fotossíntese
Parede celular
– Proteção
– Sustentação
– Trocas
Retículo
endoplasmático
Mitocôndria
Fig. 8 A célula vegetal apresenta membrana, citoplasma e núcleo. É envolvida
pela parede celular, e seu citoplasma pode ter cloroplastos, responsáveis pela
realização de fotossíntese.
Célula bacteriana
A maioria das bactérias apresenta parede celular,
cujo principal componente é o peptidoglicano (carboidra-
tos e peptídeos associados). A parede protege a célula,
proporciona sustentação e é permeável a vários mate-
riais, permitindo a ocorrência de trocas entre a bactéria
e o meio.
BIOLOGIA Capítulo 1 Organização dos seres vivos e noções de bioenergética10
Quimiossíntese
Além da fotossíntese, há outro processo capaz de gerar
matéria orgânica. Trata-se da quimiossíntese, executada
por algumas bactérias e alguns tipos de arqueas (antes
denominadas arqueobactérias).
A quimiossíntese converte matéria inorgânica em
matéria orgânica, sem empregar energia luminosa; sua
fonte energética é sempre alguma reação química de
oxidação, envolvendo substâncias inorgânicas. Essas
reações liberam a energia necessária para a síntese
de matéria orgânica. Um exemplo importante é o de
certas bactérias Nitrosomonas, participantes do ciclo
do nitrogênio. Elas convertem amônia em nitrito; essa
transformação libera energia, que é utilizada na fabrica-
ção de glicose (Fig. 13).
Matéria
inorgânica
Matéria
orgânica
Oxidação
Energia
NH
3
CO
2
+ H
2
O Glicose
NO
2
–
1a ETAPA
2a ETAPA
Amônia Nitrito
Fig. 13 Quimiossíntese realizada a partir da oxidação de compostos de nitrogênio.
Liberação de energia
Os seres vivos consomem matéria orgânica (heterótro-
fos) ou produzem-na (autótrofos). Parte da matéria orgânica,
como a glicose, é empregada nos seres vivos como com-
bustível celular, rico em energia. A glicose é degradada
nos processos de respiração celular ou de fermentação.
Esses processos geram moléculas menores e liberam ener-
gia, que é usada nas atividades metabólicas.
Respiração celular
É um processo aeróbico de liberação de energia. Isso
significa que a respiração emprega gás oxigênio no proces-
so de degradação da glicose. Essa degradação gera água
e gás carbônico como resíduos. Além disso, a respiração
libera energia. Parte dessa energia é dissipada como calor
e outra parte é utilizada para a realização de processos
metabólicos (Fig. 14).
Glicose Água Gás
carbônico
Gás
oxigênio
C
6
H
12
O
6
+ 6 O
2
6 H
2
O + 6 CO
2
+ Energia
Plantas
Animais
Algumas bactérias etc.
Executada por
Equação
Fig. 14 Respiração: equação e ocorrência entre os seres vivos.
Energia
do alimento
Atividades
metabólicas
Dissipação
de calor
Contração
muscular
Impulso
nervoso
Síntese de
proteínas
Fig. 10 Destino da energia proveniente do alimento.
Fotossíntese
Plantas, algas e algumas bactérias são capazes de rea-
lizar fotossíntese. Esses organismos possuem clorofila,
um pigmento verde que absorve energia luminosa. Essa
energia é empregada para a realização de fotossíntese.
Seres fotossintetizantes empregam água (H2O), gás car-
bônico (CO2) e luz; com isso, produzem glicose (C6H12O6),
gás oxigênio (O2) e água (Fig. 11).
Plantas
Algas
Algumas bactérias
clorofila6 CO2 + 12 H2O C6H12O6 + 6 O2 + 6 H2O
luz
Equação
Executada por
Glicose ÁguaÁguaGás
carbônico
Gás
oxigênio
Fig. 11 Fotossíntese: equação e ocorrência entre os seres vivos.
Água e gás carbônico são materiais inorgânicos; a
glicose gerada na fotossíntese é um material orgânico. Po-
de-se dizer, então, que a fotossíntese transforma matéria
inorgânica em matéria orgânica, rica em energia química.
Autótrofos e heterótrofos
Organismos capazes de produzir matéria orgânica uti-
lizando matéria inorgânica são denominados autótrofos.
Algas, plantas e algumas bactérias (como as cianobactérias)
são os principais autótrofos do planeta.
Seres que não são capazes de produzir matéria or-
gânica a partir de matéria inorgânica sãodenominados
heterótrofos. Há vários tipos de heterótrofos, como os
predadores e os parasitas; animais, fungos, protozoários e
inúmeros tipos de bactérias são os principais heterótrofos
do ambiente. Esses organismos devem consumir matéria
orgânica presente no meio para obter energia (Fig. 12).
Matéria
inorgânica
Matéria
orgânica
Plantas
Algas
Algumas bactérias
Animais
Fungos
Protozoários
Muitas bactérias
Exemplos: Exemplos:
Autótrofos Heterótrofos
Não produzem matéria orgânica
a partir de matéria inorgânica.
Produzem matéria orgânica
a partir de matéria inorgânica.
Matéria
orgânica
Matéria
orgânica
Fig. 12 Principais organismos autótrofos e heterótrofos da natureza e os processos
envolvidos na nutrição.
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Essa energia é temporariamente acumulada na molécula
adenosina trifosfato (ATP). Assim, o ATP funciona como um
acumulador temporário de energia. Ele seria correspondente
à bateria de um telefone celular, que é abastecida pela rede
elétrica. A molécula de ATP é constituída por três fosfatos
(P) e uma adenosina.
A adenosina é formada pela base nitrogenada adenina
e por uma ribose (carboidrato constituído por cinco átomos
de carbono). As ligações entre os fosfatos têm elevado
conteúdo energético (Fig. 17).
Ligações com alto
conteúdo energético
Fosfatos
Adenosina
PPP
Fig. 17 Estrutura da molécula de ATP.
Nas células estão dispersas inúmeras moléculas de ATP.
Há também, em solução, íons fosfato e adenosina difosfa-
to, abreviada como ADP (Fig. 18). No metabolismo celular,
constantemente ocorre a formação de ATP a partir de ADP
e fosfato; também ocorre o inverso: a degradação de ATP,
gerando ADP e fosfato.
Fosfatos
Adenosina
Fig. 18 Estrutura da molécula de ADP.
A formação de ATP acumula energia; a degradação de
ATP em ADP e P libera energia, que é empregada em ativi-
dades metabólicas, como o impulso nervoso, a contração
muscular e a síntese de proteínas (Fig. 19).
Respiração
Energia
Energia
para
ATP
ADP + P
Impulso nervoso
Contração muscular
Síntese de proteínas
Fig. 19 ATP e o metabolismo celular.
A respiração ocorre entre diversos tipos de autótro-
fos e de heterótrofos. É um processo realizado durante o
dia e também durante a noite. A fotossíntese, por sua vez,
ocorre apenas durante o dia ou quando há iluminação no
ambiente (Fig. 15).
O
2
CO
2
CO
2
Respiração: acontece de dia e de noite
Fotossíntese: acontece somente de dia
Respiração Respiração
Organismos
autótrofos
Organismos
heterótrofos
Fotossíntese
Fig. 15 Respiração e fotossíntese nos seres vivos (autótrofos e heterótrofos).
Fermentação
É um processo anaeróbico de liberação de energia,
isto é, não emprega gás oxigênio na degradação de matéria
orgânica. Pode ocorrer em diversos tipos de seres vivos,
como bactérias, fungos, animais e mesmo plantas.
A fermentação alcoólica é realizada por alguns tipos
de fungos e de certas bactérias. Esse processo gera álcool
etílico, gás carbônico e libera energia (Fig. 16).
Glicose Gás
carbônico
Etanol
C
6
H
12
O
6
 2 CO
2
 + 2 C
2
H
5
OH + Energia
Microrganismos
Ex.: Fungos (leveduras) e algumas bactérias
Executada por
Equação
Fig. 16 Equação da fermentação alcoólica.
A fermentação forma resíduo orgânico (como o álcool
etílico), ainda rico em energia. Dessa maneira, a degrada-
ção da glicose não é tão intensa como a que ocorre na
respiração. Isso significa que a fermentação libera menos
energia do que a respiração. Outro tipo bastante conhecido
é a fermentação láctica, que ocorre em certas bactérias
(como as envolvidas na produção de iogurte) e nos animais
(principalmente em células musculares).
ATP
A energia liberada na respiração e na fermentação não
é utilizada diretamente nas atividades metabólicas da célula.
1 Conceitue Biosfera.
Revisando
BIOLOGIA Capítulo 1 Organização dos seres vivos e noções de bioenergética12
2 Unisc 2017
Qual das categorias ecológicas citadas abaixo é constituída por indivíduos da mesma espécie?
A Comunidade.
B Ecossistema
c Biosfera.
d População.
e Consumidores primários.
3 O que é comunidade? Cite os sinônimos de comunidade.
4 Quais são os dois tipos de componentes que um ecossistema apresenta? Para qual deles pode ser empregado o termo
“biótopo”?
5 IFPE 2018
No Brasil, muitas descobertas foram feitas após a identicação do Zika vírus em abril de 2015. Sobre esse vírus, ana-
lise as proposições abaixo e relacione com as alternativas seguintes.
I. É transmitido pelo Aedes aegypti (1).
II. Provoca sintomas, entre os quais febre, dores nas articulações e inflamação nos olhos (2).
III. É detectado no sangue (3) do paciente nos primeiros sete dias de contágio.
IV. Gosta de permanecer no sistema nervoso (4) em desenvolvimento ou fetal.
V. Causa a morte dos neurônios (5), culminando nas malformações do cérebro dos bebês.
Em cada um dos itens (de I a V) existe um nível de organização dos seres vivos em destaque (representado pelos
algarismos arábicos, de 1 a 5). Nesta ordem, “1, 2, 3, 4 e 5” representam, respectivamente, os seguintes níveis de
organização dos seres vivos:
A célula, tecido, órgão, sistema, organismo.
B organismo, órgão, tecido, sistema, célula.
c organismo, tecido, célula, sistema, órgão.
d organismo, sistema, tecido, órgão, célula.
e célula, sistema, tecido, órgão, espécie.
6 Uece 2019
Em relação aos vírus, escreva V ou F conforme sejam verdadeiras ou falsas as seguintes armações:
J Os vírus são conjuntos de genes capazes de transferir-se de uma célula para outra alterando seu funcionamento.
J Assim como as células, o vírus se origina de outro vírus.
J O genoma viral pode ser de RNA ou de DNA, em cadeia simples ou dupla.
J Os vírus apresentam maquinaria para sintetizar macromoléculas e mecanismos para utilizar energia.
Está correta, de cima para baixo, a seguinte sequência:
A V, F, V, F. B F, V, V, V. c F, V, F, V. d V, F, F, F.
7 Conceitue metabolismo.
8 Em relação aos três principais componentes de uma célula humana, identifique qual contém material genético e qual
é responsável pelas trocas entre a célula e o meio em que se encontra.
9 Cite dois componentes do citoplasma.