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1 Curso Completo Professor José Drummond Biologia ÁGUA Os seres vivos são formados por um conjunto de elementos químicos, denominados átomos. Os principais elementos presentes na matéria viva são: carbono (C), hidrogênio (H), oxigênio (O), nitrogênio (N), fósforo (P) e enxofre (S). Esses elementos constituem aproximadamente 98% da matéria viva e se ligam através de ligações químicas formando as moléculas ou substâncias (orgânicas e inorgânicas). As principais moléculas nos seres vivos são: Água (70% a 85%), Proteínas (10% a 15 %), Lipídios (2% a 5 %), Carboidratos (Glicídios) (1% a 3%) e Ácidos Nucléicos (1%). Outras substâncias importantes que estão presentes nos seres vivos são as vitaminas e sais minerais. Observe o gráfico com as porcentagens das substâncias nos seres vivos e alguns parâmetros identificados numa tabela nutricional de um alimento. Água 70% a 85% Proteínas 10% a 15% Lipídios 2% a 5% Carboidratos (Glicídios) 1% a 3% Ácidos Nucléicos 1% Fonte: http://bit.ly/2rpUqME. Acessado em: em: 17/12/2015 2 1. COMPOSIÇÃO QUÍMICA DA ÁGUA Molécula formada pela união de 2 átomos de hidrogênio e um átomo de oxigênio através de ligações covalentes polares formando uma molécula com momento dipolar diferente de zero fazendo com que seja classificada como uma substância polar. Fórmula estrutural Fórmula molecular H2O H2O 2. SOLVENTE UNIVERSAL Por ser de natureza polar, a água é capaz de solubilizar substâncias como proteínas, sais, açúcares, aminoácidos e outras substâncias hidrofílicas (possuem afinidade com a molécula de água e são solúveis nela). Ela é encontrada dissolvendo solutos dentro (intracelularmente) e fora (extracelularmente) da célula. Nota-se que a maior parte da água encontra-se no meio intracelular. Como a água solubiliza outras substâncias? Quando penetram na partícula, as moléculas de água promovem a separação das partículas, dissolvendo-as. 3 3. COESÃO DAS MOLÉCULAS DE ÁGUA Essa molécula tende a apresentar uma interação química com outra molécula idêntica (interação intermolecular) chamada ponte ou ligação de hidrogênio (interação entre o Hidrogênio de uma molécula com o Oxigênio de outra), o que irá garantir uma elevada coesão entre as moléculas. Tal coesão permitirá uma elevada tensão superficial e um alto calor especifico A água tem uma tensão superficial muito elevada. A água, portanto, é aderente e elástica, aglutina-se em gotas em vez de se espalhar numa película fina. A tensão superficial é diretamente responsável pela ação capilar, permitindo à água percorrer as raízes das plantas e os pequenos vasos sanguíneos dos nossos corpos. Observe o esquema abaixo: Esquema da teoria de dixon que mostra a transpiração provocando efeito consecutivo nas moléculas de seiva (água) presentes no xilema. 4 Fonte: http://bit.ly/2qGZmbY. Acessado em: 17/12/2015 4.CALOR ESPECÍFICO O calor específico da água é de 1 cal/g ºC, ou seja, para aquecer 1g de água em 1ºC é necessária 1 caloria. Comparando o calor especifico da água com o de outras moléculas, observamos que é necessário fornecer muito mais energia para elevarmos a temperatura da água do que muitas substâncias. Desta forma, concluímos que, em função do alto calor especifico, a água apresenta um papel fundamental nos mecanismos de termorregulação. 5. OS SERES VIVOS SÃO CLASSIFICADOS EM 2 GRUPOS 5.1.Pecilotérmico Ser vivo que não tem a capacidade de controlar a temperatura corpórea, ou seja, a temperatura do corpo varia conforme o ambiente. 5.2.Homeotérmico Ser vivo que tem a capacidade de controlar a temperatura corpórea, ou seja, mantém a temperatura do corpo constante através da variação do metabolismo. 5 5.3.Principais formas de controle térmico ambiente frio – contração muscular (tremor) aumentando a produção de energia e liberando calor que aumenta a temperatura. Para perder menos calor, alguns organismos se encolhem para diminuir a superfície relativa. ambiente quente – os vasos da periferia dilatam fazendo com que chegue mais sangue a superfície e, consequentemente, calor é perdido para o meio. liberação de água na superfície da pele (suor) que em função do alto calor especifico, permite a eliminação de calor do organismo e ao evaporar possibilita o resfriamento corpóreo. 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 10 20 30 40 temperatura ambiental te m pe ra tu ra c or po ra l homeotermicos pecilotermicos 6 6.ESTADOS FÍSICOS DA ÁGUA E SUA RELAÇÃO COM A NATUREZA A forma sólida de quase todas as substâncias é mais densa do que sua forma líquida, entanto, isso não ocorre com a água. Quando a água congela, seu volume aumenta em cerca de 8%. Este é o comportamento estranho que permite que os cubos de gelo, e até mesmo icebergs, flutuem. Quantidade de água nos seres vivos: a taxa de água varia em função de três fatores básicos: a quantidade de H2O é diretamente proporcional à atividade metabólica do órgão ou tecido em questão, ou seja, se para um tecido há maior indicação de porcentagem de água em relação a outro tecido de um mesmo indivíduo, esse terá maior metabolismo. Quanto a idade ia taxa de água decresce com a idade e a espécie em questão. DESENVOLVENDO COMPETÊNCIAS 1. Os distintos biomas apresentam temperaturas variadas [Planeta Terra: Ecossistemas, 2008]. O homem, estando em um local de temperatura elevada, consequentemente terá sua temperatura corporal alterada. Para a regulação dessa temperatura, necessita de: a) sudorese. b) hemostasia. c) expiração. d) gutação. e) turgência. 2. (UFPR) 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. 7 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. 3. A água apresenta propriedades físico-químicas que a coloca em posição de destaque como substância essencial à vida. Dentre essas, destacam-se as propriedades térmicas biologicamente muito importantes, por exemplo, o elevado valor de calor latente de vaporização. Esse calor latente refere-se à quantidade de calor que deve ser adicionada a um líquido em seu ponto de ebulição, por unidade de massa, para convertê-lo em vapor na mesma temperatura, que no caso da água é igual a 540 calorias por grama. A propriedade físico-química mencionada no texto confere à água a capacidade de a) servir como doador de elétrons no processo de fotossíntese.b) funcionar como regulador térmico para os organismos vivos. c) agir como solvente universal nos tecidos animais e vegetais. d) transportar os íons de ferro e magnésio nos tecidos vegetais. e) funcionar como mantenedora do metabolismo nos organismos vivos. 4. (Enem) Nas recentes expedições espaciais que chegaram ao solo de Marte, e através dos sinais fornecidos por diferentes sondas e formas de análise, vem sendo investigada a possibilidade da existência de água naquele planeta. A motivação principal dessas investigações, que ocupam frequentemente o noticiário sobre Marte, deve-se ao fato de que a presença de água indicaria, naquele planeta, a) a existência de um solo rico em nutrientes e com potencial para a agricultura. b) a existência de ventos, com possibilidade de erosão e formação de canais. 8 c) a possibilidade de existir ou ter existido alguma forma de vida semelhante à da Terra. d) a possibilidade de extração de água visando ao seu aproveitamento futuro na Terra. e) a viabilidade, em futuro próximo, do estabelecimento de colônias humanas em Marte. 5. (Enem 2016) A figura ilustra o movimento da seiva xilêmica em uma planta. Mesmo que essa planta viesse a sofrer ação contínua do vento e sua copa crescesse voltada para baixo, essa seiva continuaria naturalmente seu percurso. O que garante o transporte dessa seiva é a 9 a) Gutação b) Gravidade. c) Respiração. d) Fotossíntese e) Transpiração 6. (Enem) Num experimento, um professor deixa duas bandejas de mesma massa, uma de plástico e outra de alumínio, sobre a mesa do laboratório. Após algumas horas, ele pede aos alunos que avaliem a temperatura das duas bandejas, usando para isso o tato. Seus alunos afirmam, categoricamente, que a bandeja de alumínio encontra-se numa temperatura mais baixa. Intrigado, ele propõe uma segunda atividade, em que coloca um cubo de gelo sobre cada uma das bandejas, que estão em equilíbrio térmico com o ambiente, e os questiona em qual delas a taxa de derretimento do gelo será maior. O aluno que responder corretamente ao questionamento do professor dirá que o derretimento ocorrerá a) mais rapidamente na bandeja de alumínio, pois ela tem uma maior condutividade térmica que a de plástico. b) mais rapidamente na bandeja de plástico, pois ela tem inicialmente uma temperatura mais alta que a de alumínio c) mais rapidamente na bandeja de plástico, pois ela tem uma maior capacidade térmica que a de alumínio. d) mais rapidamente na bandeja de alumínio, pois ela tem um calor específico menor que a de plástico. e) com a mesma rapidez nas duas bandejas, pois apresentarão a mesma variação de temperatura. 10 GABARITO COMENTADO Resposta da questão 1 A suor, formado majoritariamente por água, evapora e leva consigo o calor do corpo. Dessa maneira, a temperatura corporal é regulada. Gabarito: a Resposta da questão 2 A capacidade térmica (C) é a razão entre a quantidade de calor (Q) recebida por um corpo e a variação de temperatura (ΔT) sofrida por ele. Assim, possuir grande capacidade térmica faz da água indispensável para os seres vivos, bem como sua capacidade de solvatar substâncias orgânicas Gabarito: e Resposta da questão 3 A propriedade da água mencionada pelo texto permite, por exemplo, que o suor, composto basicamente por água, ganhe boa quantidade de calor até evaporar. Dessa maneira, essa propriedade é indispensável para a manutenção do equilíbrio térmico, logo, da vida. Gabarito: b Resposta da questão 4 A água é essencial para os seres vivos. Assim, sua presença em Marte, indicaria a possibilidade de vida no local. Gabarito: c 11 Resposta da questão 5 A transpiração gera pressão favorável, com uma diferença de pressão osmótica que é transferida desde as folhas até a raiz e provoca o movimento da água no interior do xilema. Isso se dá pela adesão entre as moléculas de água e faz referência a teoria de dixon. Gabarito: e Resposta da questão 6 As bandejas entram em equilíbrio térmico com o ambiente, assim, mesa e bandeja igualam sua temperatura e depois, com o tempo, se equiparam a temperatura do ambiente. Indiretamente, a questão trabalha com as propriedades físicas da água, já que envolve a mesma em situações de mudança de temperatura e estado físico Gabarito: a
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