Agrupamento de escolas de So Joo da Talha

Agrupamento de escolas de São João da Talha Biologia 10º Trabalho realizado por: Bruna Gonçalves nº 2 Daniela Pires nº 4 Gonçalo Maio nº 5 Maria Santos nº 9 Professor: Luís Silvério 2018/2019

Temas a abordar • • • Transporte de partículas- endocitose e exocitose Digestão intracelular- importância do sistema endomembranar Obtenção de matéria pelos seres heterotróficos multicelulares Fotossíntese- processo autotrófico Quimiossíntese

Transporte de partículas- endocitose e exocitose • As células possuem recursos que permitem o transporte, para o interior ou para o exterior, de macro moléculas, de partículas com maiores dimensões ou mesmo de pequenas células. • O transporte deste tipo de material para o interior da célula por invaginação da membrana plasmática chama-se endocitose. • Existem vários tipos da mesma, como a fagocitose, pinocitose e a endocitose mediada por recetor.

Transporte de partículas- endocitose e exocitose continuação • Fagocitose- constitui o processo digestivo de muitos organismos unicelulares, mas também pode ser observada em células animais, como nos macrófagos do sistema imunitário. Neste caso, constitui um mecanismo de defesa contra bactérias, células cancerosas e outras partículas estranhas ao organismo. • O processo acontece quando os glóbulos brancos detetam um corpo estranho, aproximando-se do mesmo e emitem pseudópodes na sua direção. Estes envolvem- no, formando uma vesícula que se irá destacar da membrana para o interior do citoplasma. ( fig. 1) Fig. 1 - Fagocitose

Transporte de partículas- endocitose e exocitose continuação • Pinocitose- processo no qual as substâncias que entram na célula são substâncias dissolvidas ou fluidos, pelo que as vesículas são de menores dimensões. (fig. 2) • Esta ocorre por exemplo, no epitélio intestinal, e é por este processo que os lípidos provenientes da digestão são absorvidos para as células do epitélio intestinal. • Embora algumas semelhanças entre a pinocitose e a fagocitose, a pinocitose ocorre de forma quase contínua através da formação de pequenas vesículas enquanto que a fagocitose ocorre principalmente em células fagocíticas e envolve a formação de vesículas de grandes dimensões denominadas fagossomas. Fig. 2 - Pinocitose

Transporte de partículas- endocitose e exocitose continuação • Endocitose mediada por recetor- processo de endocitose em que macromoléculas entram na célula, ligadas à membrana das vesículas de endocitose. • Exocitose- processo inverso á endocitose, no qual as células libertam para o meio extracelular substâncias armazenadas em vesículas. Na exocitose as vesículas de secreção fundem-se com a membrana plasmática, libertando o seu conteúdo para o meio extracelular. Fig. 5 - Endo e exocitose Fig. 3 - Endocitose Fig. 4 - Exocitose

Digestão intracelular- importância do sistema endomembranar • Sistema endomembranar- sistema de membranas constituído pela membrana do involucro nuclear, retículo endoplasmático e complexo de Golgi. • O sistema endomembranar está relacionado com os processoas de digestão celular. • Retículo endoplasmático • Conjuntos de cisternas achatadas, túbulos e vesículas esféricas, formando um sistema contínuo entre a membrana plasmática e o invólucro nuclear. • Existem 2 tipos: reticulo endoplasmático rugoso- tem lisossomas. (RER) reticulo endoplasmático liso- não tem lisossomas. (REL) • O RER é a maior região de síntese de proteínas, enquanto que o REL se encontra envolvido na síntese de fosfolípidos e na elaboração de novas membranas. • Estes dois tipos de reticulo são capazes de coexistir na célula e comunicarem entre si. Fig. 6 - RER e REL

Digestão intracelular- importância do sistema endomembranar - continuação • Complexo de Golgi • Conjuntos de todos os dictiossomas de uma célula. Estes são compostos por sáculos ou cisternas. • Têm uma face convexa, virada para o reticulo endoplasmático, e uma face côncava, onde se formam vesículas. • O complexo de Golgi está envolvido em processos de secreção e de síntese de diversas substâncias, tais como glicoproteinas e polissacarídeos. As substâncias provenientes do reticulo endoplasmático sofrem algumas transformações durante a sua passagem pelo complexo de Golgi. Estas transformações permitem que algumas proteínas se tornem funcionais e que algumas enzimas se tornem ativas. Fig. 7 - Complexo de Golgi

Digestão intracelular- importância do sistema endomembranar - continuação • Lisossomas- pequenas vesículas delimitadas por uma membrana que contem vários tipos de enzimas. • Formam-se na face da maturação do Complexo de Golgi e podem unirse a uma vesicula endocitica, formando um corpo de maiores dimensões chamado vacúolo digestivo. • É nesta mesma estrutura que ocorre um processo denominado de heterofagia, que consiste na digestão das substâncias captadas por endocitose. Fig. 8 - Lisossomas • Por outro lado, os lisossomas tambem participam na digestão dos próprios organelos celulares, formando-se para tal vacúolos autofágicos.

Obtenção de matéria pelos seres heterotróficos multicelulares • Ingestão - consiste na entrada alimentos para o organismo; dos • Digestão - é o conjunto de processos que permite a transformação de moléculas complexas dos alimentos em moléculas mais simples; • Absorção - consiste na passagem dos nutrientes resultantes da digestão para o meio interno. • Este conjunto de processos tem lugar, nos organismos multicelulares em sistemas digestivos. Fig. 9 - Divisão extracelular

Obtenção de matéria pelos seres heterotróficos multicelulares - continuação • Digestão extracelular -Na maioria dos seres heterotróficos pluricelulares, a digestão extracelular ocorre fora das células, no exterior do organismo (fungos) ou no interior do corpo do organismo, em cavidades ou órgãos especializados (animais). • O facto de a digestão ocorrer no exterior das células, em cavidades digestivas, permite aos animais a ingestão de uma maior quantidade de alimento e uma digestão gradual realizada por acção de enzimas presentes em sucos digestivos lançados na cavidade digestiva. As enzimas, ao atuarem sobre os alimentos, transformam-nos em substâncias mais simples capazes de serem absorvidas. Fig. 10 - exemplo: minhoca

Obtenção de matéria pelos seres heterotróficos multicelulares - continuação • A presença de um sistema digestivo permite, assim, um melhor aproveitamento dos alimentos e uma maior independência do organismo relativamente ao alimento, pois não necessita de estar continuamente a capta-lo. Nos sistemas digestivos dos animais observa -se a existência de um tubo, tubo digestivo, que pode ser uma simples cavidade ou mais complexo, constituído por diferentes órgãos especializados. • O tubo digestivo de alguns seres vivos como a hidra e a planaria, apresenta uma única abertura que estabelece a comunicação entre o exterior e a cavidade digestiva, designada cavidade gastrovascular. Esta abertura, apesar de ser designada por boca, tem a função de boca e de ânus, permitindo, ao mesmo tempo a entrada dos alimentos e a saída de resíduos alimentares não aproveitados- tubo digestivo incompleto.

Fotossíntese- processo autotrófico • Alguns seres vivos desenvolveram a capacidade de produzir compostos orgânicos a partir de substâncias minerais, utilizando uma fonte de energia externa – seres autotróficos. • Para que esse processo ocorra é necessário uma fonte de energia externa, onde haja energia luminosa – seres fotoautotróficos- ou energia resultante de reações de oxidaçãoredução de determinados compostos químicos - seres quimioautróficos. • Fotossíntese • Processo autotrófico mais conhecido, realizado pelas plantas, algas e cianobactérias. • Estes seres utilizam a energia luminosa para produzir compostos orgânicos a partir de CO 2 e H 2 O. • A fotossintese pode se equacionar da seguinte maneira: Fig. 11 - Equação da fotossintese

Fotossíntese- processo autotrófico - continuação • A clorofila é um pigmento de cor verde, que atribui a cor característica a estes seres, que é sintetizado pelas células destes mesmos, fundamental para a captação de energia luminosa. • Como captam os pigmentos fotossintéticos a energia luminosa? - As reações termonucleares do Sol fazem com que exista libertações de energia radiante, que constitui o chamado espetro eletromagnético; (fig. 11) - Dessa energia libertada, somente 42% atravessa a atmosfera terrestre, atingindo a superfície. - Assim, as moléculas dos seres vivos envolvidas em processos, como a visão e a fotossíntese, estão adaptadas para captar a radiação existente em maior quantidade no meio ambiente. - A luz visível, quando passa através de um prisma, decompõe-se nas suas radiações constituintes, que vão desde o violeta até ao vermelho. Fig. 12 - Espetro eletromagnético

Fotossíntese- processo autotrófico - continuação • Será que todos os comprimentos de onda são igualmente eficazes no processo da fotossintese? • O biólogo Theodore Engelmann (fig. 13 ), numa experiência que consistia na observação de uma alga verde, usando como meio de montagem, água com bactérias aeróbicas. Para a observar, o biólogo utilizou um microscópio que tinha adaptado um prisma ótico, que permitia a decomposição da luz branca. • Engelmann pôde verificar que bactérias aeróbicas se concentravam mais nas zonas onde predominava o azul-violeta e o vermelhoalaranjado. • Estabeleceu se assim uma relação entre a taxa de fotossíntese e a radiação absorvida pelos pigmentos fotossintéticos, dado que existe maior produção de oxigénio nas zonas iluminadas pelos comprimentos de onda absorvidos pelos pigmentos. Fig. 13 - Theodore Engelmann

Fotossíntese- processo autotrófico - continuação • A absorção de energia está relacionada com a configuração eletrónica dos átomos que os constituintes. • Admite-se assim que a radiação é formada por partículas - fotões- que se propagam sob a forma de ondas com diferentes comprimentos. • Quando um fotão atinge um átomo, um dos eletrões salta para um nível de energia superior. Diz-se então que o eletrão está num estado excitado. • Quando estes estão neste estado, podem, regressar ao nível energético inicial- estado fundamental- libertando energia sob forma de luz ou calor. • Contudo, os eletrões excitados podem ser cedidos a outras moléculas vizinhas, conduzindo a uma reação de oxidação-redução. • Admite-se que as clorofilas e os outros pigmentos estão dispersos na bicamada fosfolipídica da membrana interna dos seus cloroplastos. Fig. 14 - Localização dos pigmentos fotossintéticos no cloroplasto

Fotossíntese- processo autotrófico - continuação • Contudo, até se compreender o processo fotossintético, foram precisos vários séculos. • No século XIX, Nicholas de Saussure, conclui que o aumento do peso nas plantas dependia da presença de dióxido de carbono, da água e de azoto, contudo um dos problemas que permaneceu foi o facto de não se saber a origem do oxigénio libertado pelas plantas. • Portanto em 1930, Van Niel, concluiu um estudo sobre os processos fotossintéticos realizados por bactérias que vivem em ambientes pobres em oxigénio, admitiu que , nas plantas e algas, o O 2 libertado na fotossíntese teria origem na água. • Durante várias décadas, foram feitas experiências que permitiram verificar que o CO 2 é necessário para formar os compostos orgânicos. Por outro lado a incorporação de CO 2, não depende diretamente da luz.

Fotossíntese- processo autotrófico - continuação • Assim, pode-se admitir que a fotossintese tem 2 fases: - fotoquímica (depende da luz) - química (não depende da luz) • Fase dependente da luz • Quando as moléculas de clorofila são atingidas pela luz, origina-se uma corrente de eletrões que se propaga ao longo de uma série de proteínas que se encontram dispostas ao longo da membrana interna do cloroplasto. • De uma forma resumida, pode-se afirmar que durante a fase dependente da luz verifica-se: - conversão de energia luminosa em energia quimica; - desdobramento da molécula de água em hidrogénio e oxigénio - fotólise da água. Fig. 15 - Reações que ocorrem na fase fotoquímica

Fotossíntese- processo autotrófico - continuação • Fase não dependente da luz • Melvin Calvin, descobriu o percurso do CO 2 desde a sua fixação até à formação dos compostos orgânicos. • Com isto, veio se a formar uma espécie de ciclo ( ciclo de Calvin), que apresenta 3 fases: - fixação do CO 2; - produção de compostos orgânicos; - regeneração da ribulose difosfato. • Durante a fase não dependente da luz verifica-se: - incorporação do CO 2; - utilização da energia contida no ATP e poder redutor do NADPH para formar compostos orgânicos. Fig. 16 - Ciclo de Calvin

Quimiossíntese • É um processo autotrófico alternativo à fotossíntese (fig. 17). • Algumas bactérias têm a capacidade de obter energia através da oxidação de substâncias inorgânicas e usam essa energia para fixar CO 2, produzindo assim, compostos orgânicos - seres quimioautotróficos- pois produzem os seus próprios compostos orgânicos, utilizando como fonte de energia a oxidação de compostos minerais. Fig. 17 - Quimiossíntese

Bibliografia/Webgrafia • MATIAS, Osório; MARTINS, Pedro (2018), Biologia 10 - Biologia e Geologia 10, Areal Editores (páginas 68 à 102)