Diversidade e Organização Celular

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Biologia | Unidade 1 – Diversidade na Biosfera
	10/2009
A Biosfera
Definição de Biosfera
A Biosfera é um subsistema terrestre do qual fazem parte todos os seres vivos que povoam a Terra, integrados no respetivo meio abiótico.
Diversidade Biológica
Diversidade ecológica: refere-se à diversidade de ecossistemas que existem na Terra.
Diversidade de espécies: refere-se à diversidade de populações que existem na Terra.
Diversidade genética: refere-se à diversidade de características dentro e entre seres vivos da mesma espécie.
A diversidade de espécies de uma comunidade abrange duas componentes: uma é a riqueza em espécies, o número total de espécies diferentes numa comunidade e outra é a abundância relativa das diferentes espécies, o número de indivíduos de cada espécie nessa mesma comunidade.
Definição de Espécie
Uma espécie é um conjunto de seres vivos com características semelhantes, que cruzados entre si dão origem a descendentes férteis.
Organização Biológica
Biosfera → Ecossistema → Comunidade → População → Organismo → Sistema de Órgãos → Órgão → Tecido → Célula → Organelo → Molécula → Átomo
Extinção e Conservação de Espécies
O ser humano é considerado o principal responsável pelo cenário preocupante de extinção de espécies, sendo a desflorestação e a destruição de habitats e o consumo excessivo as principais ações que conduzem à perda de biodiversidade. 
Todavia, os humanos também desenvolvem esforços no sentido de restaurar os ecossistemas e conservar as espécies. Por exemplo, as áreas protegidas representam um esforço no sentido da preservação de espécies.
Extinção de espécies
Redução do número de indivíduos de uma espécie até ao seu desaparecimento.
Conservação de espécies 
Análise do impacte humano na biodiversidade e desenvolvimento de estratégias para a preservar.
Espécie em perigo
Espécie cuja sobrevivência é considerada duvidosa se continuarem a atuar fatores que a ameaçam.
A base celular da vida
Seres unicelulares: seres vivos constituídos por uma só célula.
Seres pluricelulares: seres vivos constituídos por muitas células.
Teoria celular
· A célula é a unidade básica de estrutura e função dos seres vivos;
· Todas as células provêm de células preexistentes;
· A célula é a unidade de reprodução, de desenvolvimento e de hereditariedade dos seres vivos.
Ultra estrutura celular
Células eucarióticas: Células com uma estrutura complexa, apresentando núcleo e organitos celulares. Estão representadas em todos os seres vivos menos as bactérias e as cianobactérias.
Ser eucarionte: ser vivo constituído por células eucarióticas.
Células procarióticas: Células mais simples, sem núcleo individualizado e sem a maioria das estruturas celulares conhecidas; estão representadas pelas bactérias e cianobactérias.
Ser procarionte: ser vivo constituído por células procarióticas.
Semelhanças e diferenças entre os diferentes tipos de células
	Componentes celulares
	Célula Procariótica
	Célula Eucariótica
	
	
	Animal
	Vegetal
	Parede celular
	
	-
	
	Membrana Celular
	
	
	
	Núcleo
	-
	
	
	Nucleoide
	
	-
	-
	Citoplasma
	
	
	
	Mitocôndrias
	-
	
	
	Cloroplastos
	-
	-
	
	Vacúolo central
	-
	-
	
	Ribossomas
	
	
	
	Lisossomas
	-
	
	-
	Centrossomas
	-
	
	-
	Retículo endoplasmático
	-
	
	
	Complexo de Golgi
	-
	
	
Unidades de Medida
Metro (m)
1
Milímetro (mm)
10-3 m
Micrómetro (μm)
10-6 m
Nanómetro (nm)
10-9 m
Angstrom (Å)
10-10 m
Funções dos constituintes celulares
Membrana celular: invólucro que mantém a integridade celular, sendo responsável pela troca de substâncias entre o meio intracelular e o meio extracelular.
Parede celular: parede rigída que envolve as células vegetais e bacterianas, conferindo-lhes proteção e suporte; a parede celular das células vegetais contem celulose.
Citoplasma: é limitado pela membrana celular e nele encontram-se dispersos diversos organelos.
Núcleo: rodeado pelo citoplasma e delimitado pelo invólucro nuclear; no seu interior está o material genético, com informação essencial ao funcionamento celular, por vezes, no interior do núcleo observa-se o núcleolo, constituído por proteínas e ácidos nucleicos.
Retículo Endoplasmático: sistema de sáculos, vesículos e canículos, envolvido na síntese de proteínas, lípidos e hormonas; também intervém no transporte de proteínas e outras substâncias; na presença de ribossomas designa-se por rugoso, na ausência designa-se por liso.
Mitocôndrias: organelos que possuem duas membranas, uma externa e outra interna; estão envolvidas em processos de obtenção de energia (respiração aeróbia) por parte da célula.
Cloroplastos: organelos que possuem uma membrana dupla, onde se encontram pigmentos envolvidos na fotossíntese.
Ribossomas: pequenas estruturas por vezes associadas ao retículo endoplasmático; são fundamentais para a síntese de proteínas.
Lisossomas: estruturas esféricas, rodeadas por uma membrana simples, que no seu interior contém enzimas responsáveis pela digestão intracelular.
Complexo de Golgi: conjunto de cisternas achatadas de vesículas, que intervêm em fenómenos de secrecção.
Vacúolo: organelo de tamanho variável, rodeado por uma membrana, que armazena água com outras substâncias dissolvidas; vai aumentando de tamanho à medida que a célula envelhece.
Citoesqueleto: rede de fibras intercruzadas existente no citoplasma; mantém a forma da célula.
Centríolos: estruturas de aspeto cilíndrico, constituídas por microtúbulos; intervêm na divisão celular; o conjunto dos vários centríolos designa-se por centrossoma.
Metabolismo celular
O metabolismo celular é o conjunto das reações que ocorrem nas células. Nas reações de catabolismo, obtem-se H2O. Nas reações de anabolismo ocorre o inverso, gasta-se H2O.
ATP
O ATP é a forma de energia útil utilizada pelas células.
Moléculas da vida
Moléculas inorgânicas (compostos inorgânicos)
· Água (74%)
· Sais Minerais (1%)
Moléculas orgânicas (compostos orgânicos)
· Prótidos (16%)
· Lípidos (3%)
· Glícidos ou Hidratos de Carbono (1%)
· Ácidos Nucleicos (5%)
Sais Minerais
Fazem parte da constituição das células, vários sais minerais, como os sais de sódio, potássio, cálcio, cloro, magnésio, ferro, enxofre, fósforo, entre outros. Embora presentes em menores quantidades, possuem um papel importante na constutuição das células.
Água – Importância Biológica
A molécula de água é constituída por um átomo de oxigénio ao qual estão ligados, através de duas ligações covalentes simples, dois átomos de hidrogénio. O átomo de oxigénio tem carga local negativa e os dois átomos de hidrogénio têm carga local positiva. A molécula torna-se polar, formando-se um dipolo elétrico. As moléculas de água ligam-se entre si através de pontes de hidrogénio.
Propriedades da molécula de Água
· Possui elevada coesão molecular;
· Apresenta ponto de ebulição elevado;
· Possui um elevado calor específico;
· Possui uma elevada condutibilidade térmica.
Funções da Água na vida
· Intervém nas reações químicas;
· Atua como meio de difusão de muitas substâncias;
· É um regulador da temperatura, pois em presença de grandes variações de temperatura do meio experimenta pequenas variações;
· Intervém em reações de hidrólise;
· É denominada Solvente Universal pois consegue dissolver numerosos compostos orgânicos e inorgânicos.
Compostos orgânicos
Todos os compostos orgânicos têm simultaneamente Carbono, Hidrogénio e Oxigénio, longas cadeias de carbono e uma estrutura complexa.
Monómeros: unidades básicas dos polímeros.
Polímeros: cadeias com um grande número de monómeros unidas por ligações químicas.
Reação de condensação: reação através da qual se liga monómeros, originando um polímero e obtendo-se moléculas de água.
Reação de hidrólise: reação através da qual se separa monómeros constituintes de um polímero, utilizando moléculas de água.
Glícidos (ou Hidratos de Carbono)
Compostos orgânicos ternários, em cuja constituição entra Carbono, Oxigénio e Hidrogénio.
Monossacarídeos (ou Oses)
Unidades básicas e estruturais dos glícidos. 
Classificam-se quando ao número deátomos de carbono que possuem: podem ser trioses, tetroses, pentoses , hexoses… 
As mais importantes são as pentoses e as hexoses que se podem representar por uma fórmula estrutural em cadeia aberta, mas geralmente em solução aquosa têm fórmula estrutural cíclica, constituindo anéis fechados de cinco ou de seis átomos de carbono.
São exemplos de pentoses a ribose e a desoxirribose. 
As hexoses mais frequentes são a glicose, a frutose e a galactose.
Oligossacarídeos
Moléculas constituídas por duas a dez moléculas de monossacarídeos ligados entre si. 
Duas moléculas de monossacarídeos originam um dissacarídeo, três originam um trissacarídeo e assim sucessivamente.
São exemplos de dissacarídeos, a sacarose (glicose + frutose), a maltose (glicose + glicose) e a lactose (glicose + galactose).
A ligação entre dois monossacarídeos designa-se por ligação glicosídica e dela obtem-se uma molécula de água. Por exemplo, na síntese de três monossacarídeos, existem duas ligações glicosídicas e por isso obtêm-se duas moléculas de água.
Síntese de um díssacarídeo
Polissacarídeos
Glícidos complexos, formados por cadeias lineares ou ramificadas de mais de dez monómeros.
São exemplos de polissacarídeos a celulose, o amido e o glicogénio.
Funções dos glícidos
Função energética: muitos monossacarídeos são utilizados em transferências energéticas; alguns oligossacarídeos e polissacarídeos constituem uma reserva energética; é o caso do amido, reserva energética vegetal e do glicogénio, reserva energética animal.
Função estrutural: alguns glícidos desempenham funções estruturais; é o caso da celulose, constituinte da parede celular das células vegetais, do ácido murámico, constituinte da parede celular das células bacterianas e da quitina, constituinte da carapaça de insetos e da parede celular dos fungos. 
Lípidos
Compostos orgânicos ternários, muito heterogéneos, que têm como principal propriedade a sua fraca solubilidade na água e a sua solubilidade em solventes orgânicos como o éter e o benzeno.
São constituídos por Carbono, Oxigénio e Hidrogénio e podem possuir Enxofre, Azoto ou Fósforo.
Triglicerídeos
Constituem um dos principais grupos de lípidos simples com funções de reserva. Como componentes básicos, na sua constituição entram ácidos gordos e glicerol.
A molécula de um ácido gordo é constituída por uma cadeia hidrocarbonada que possui um grupo terminal carbóxilo (COOH). A molécula de glicerol é constituída por três grupos hidroxilo (OH) que estabelecem ligações covalentes com os átomos de carbono do grupo carbóxilo dos ácidos gordos. Esta ligação designa-se por ligação éster e através dela obtém-se uma ou mais moléculas de água conforme o número de ácidos gordos. No caso de um triglicerídeo obtêm-se 3 moléculas de água.
Nos ácidos gordos saturados as ligações entre os átomos de carbono da cadeia hidrocarbonada são ligações simples. Nos ácidos gordos insaturados a cadeia hidrocarbonada contém uma ou mais ligações duplas.
Formação de um triglicerídeo
 
Fosfolípidos
Constituem um dos grupos dos lípidos complexos com funções estruturais.
Na constituição de um fosfolípido entra um grupo fosfato, um composto azotado, uma molécula de glicerol o duas moléculas de ácidos gordos. 
A zona da molécula constituída pelos ácidos gordos é hidrofóbica (apolar) e a outra zona é hidrofílica (polar). As ligações estabelecidas entre as duas extremidades são ligações éster.
Representação de um fosfolípido
Funções dos Lípidos
Função energética: as gorduras constituem uma importante fonte de energia;
Função estrutural: alguns lípidos, como os fosfolípidos e o colesterol, são constituintes de membranas celulares;
Função protetora: há lípidos, como os óleos e as ceras, que revestem folhas e frutos de plantas, bem como a pele, pelos e penas de muitos animais, tornando essas superfícies impermeáveis à água;
Função vitamínica e hormonal: as vitaminas E e K, bem como algumas hormonas sexuais são de natureza lipídica.
Prótidos
Compostos orgânicos quaternários que contêm Carbono, Oxigénio, Hidrogénio e Azoto. Podem também conter outros elementos como Enxofre, Fósforo, Ferro, Cobre, Magnésio, etc.
Aminoácidos
Unidades básicas dos prótidos. Possuem, ligados ao mesmo carbono central, um grupo amina (NH2), um grupo carbóxilo (COOH), um átomo de hidrogénio e um radical que constitui a parte variável do aminoácido.
Péptidos
Duas a cem moléculas de aminoácidos podem reagir entre si através de uma ligação peptídica. Esta ligação estabelece-se entre o grupo carbóxilo de um aminoácido e o grupo amina de outro com a remoção de uma molécula de água.
A ligação de dois aminoácidos designa-se por dipéptido e a ligação de vários aminoácidos origina a formação de cadeias designadas polipéptidos.
Formação de um dipéptido
Proteínas
As proteínas são constituídas por uma ou mais cadeias polipeptídicas com mais de 100 aminoácidos e possuem uma estrutura tridimensional definida.
Estrutura primária: sequência de aminoácidos da cadeia polipeptídica.
Estrutura secundária: estrutura determinada pelas pontes de hidrogénio que se estabelecem entre os átomos que compõem as ligações peptídicas. Nas estrutura secundária em α-hélice há enrolamento em hélice da cadeia polipeptídica. A estrutura secundária em folha β-pregueada pode formar-se entre cadeias polipeptídicas separadas ou entre regiões do mesmo polipéptido que se dobra sobre si mesmo.
Estrutura terciária: a cadeia com estrutura secundária enrola-se e dobra-se sobre sim mesma, tornando-se globular. As dobras são estabilizadas por ligações entre os radicais dos aminoácidos (ligações de dissulfito); 
exemplo: enzimas.
Estrutura quaternária: várias cadeias polipeptídicas globulares organizam-se e interagem; exemplo: hemoglobina.
Modelos estruturais das proteínas
As haloproteínas, ou proteínas simples, apenas possuem aminoácidos, enquanto as heteroproteínas, ou proteínas conjugadas, contêm uma porção não proteica constituída por outros grupos químicos.
Desnaturação de uma proteína
As proteínas, quando submetidas a determinados agentes, como calor excessivo ou variações de pH, podem perder a sua conformação normal e consequentemente perder a sua função biológica. Diz-se que houve desnaturação da proteína.
Funções dos prótidos (proteínas)
Função estrutural: fazem parte da estrutura de todos os constituintes celulares.
Função enzimática: atuam como enzimas em quase todas as reações químicas que ocorrem nos seres vivos.
Função de reserva alimentar: algumas proteínas funcionam como reserva, fornecendo aminoácidos ao organismo durante o seu desenvolvimento.
Função de transporte: transportam muitos iões e moléculas pequenas.
Função hormonal: muitas hormonas têm constituição proteica.
Função imunológica: certas proteínas reconhecem e combinam-se com substâncias estranha ao organismo, permitindo a sua neutralização.
Função motora: são os componentes maioritários dos músculos.
Ácidos nucleicos
Contêm a informação genética. Existem dois tipos de ácidos nucleicos: o ácido desoxirribonucleico (DNA) e o ácido ribonucleico (RNA). As suas unidades básicas constituintes são os nucleótidos.
Cada nucleótido é constituído por um grupo fosfato, uma pentose, a desoxirribose no DNA e a ribose no RNA e várias bases azotadas, como a adenina, a guanina, a timina, a citosina e o uracilo.
Uma molécula de DNA é constituída por duas cadeias nucleotídicas unidas por pontes de hidrogénio que formam uma dupla hélice. As suas bases azotadas são a adenina, a timina, a guanina e a citosina.
Uma molécula de RNA é um polímero de nucleótidos, geralmente em cadeia simples. As suas bases azotadas são a adenina, o uracilo, a guanina e a citosina.
Funções dos ácidos nucleicos
O DNA é o suporte universal da informação genética que intervém na atividade celular e é responsável pela hereditariedade. 
A grande diversidade de moléculas de DNA confere diversidade à vida, pois cada organismo contém o seu DNA que o torna único.
O DNA e o RNA intervêm na síntese de proteínas.
Lisossoma
parede celularribossomas
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