BIOLOGIA BIOLOGIA HOJE Srgio Linhares Fernando Gewandsznajder Helena

BIOLOGIA

BIOLOGIA HOJE Sérgio Linhares; Fernando Gewandsznajder; Helena Pacca – 1º ano ensino médio

1º Bimestre NESSAS UNIDADES: UNIDADE 1 - UMA VISÃO GERAL DA BIOLOGIA UNIDADE 2 - A QUÍMICA DA VIDA ● O fenômeno da vida ● Como o cientista estuda a natureza ● A água e os sais minerais ● Carboidratos e lipídios ● Proteínas e vitaminas BIOLOGIA HOJE | Volume 1 – 1º Bimestre

CAPÍTULO 1 – O FENÔMENO DA VIDA Ilustrações: Luis Moura/Arquivo da editora DE QUE SÃO FEITOS OS SERES VIVOS? Átomo: pequena partícula que compõe todo tipo de matéria. Possui núcleo com prótons (carga positiva) e nêutrons (carga neutra), além de uma eletrosfera com elétrons (carga negativa). Molécula: estrutura formada a partir de átomos que se unem por meio de ligações químicas. Ex. : molécula de água (H 20). Substâncias inorgânicas: apresentam átomos agrupados em compostos simples. Ex. : água e sais minerais. Substâncias orgânicas: formadas por átomos de carbono que podem formar cadeias longas. BIOLOGIA HOJE | Volume 1 – 1º Bimestre Representação esquemática de modelos de átomos de hidrogênio (à esquerda) e de carbono (à direita). As cores que você vê na figura não correspondem às reais: trata-se de um recurso didático que facilita a compreensão de esquemas. O uso dessas cores é indicado nesta obra pela expressão “cores fantasia”.

CAPÍTULO 1 - O FENÔMENO DA VIDA ORGANIZAÇÃO DA VIDA Célula: unidade fundamental dos seres vivos. Estrutura microscópica, capaz de se nutrir, crescer e se reproduzir. Existem seres unicelulares (compostos por apenas uma célula, como as bactérias) e seres pluricelulares (compostos por várias células, como os animais). Os outros níveis de organização, do mais simples para o mais complexo, são: tecidos, órgãos, sistemas, organismos, populações, comunidade, ecossistemas e biosfera. BIOLOGIA HOJE | Volume 1 – 1º Bimestre

CAPÍTULO 1 - O FENÔMENO DA VIDA TRANSFORMAÇÕES DA MATÉRIA E DA ENERGIA Reação química: quando uma substância se transforma em outra. Metabolismo: conjunto de todas as transformações químicas do organismo, que podem ser para construir moléculas e formar estruturas (anabolismo) ou para quebrar moléculas e produzir energia (catabolismo). Respiração celular aeróbia: reação química utilizada pela maior parte dos seres vivos para obter energia a partir de açúcar (glicose) e oxigênio, produzindo gás carbônico e água. C 6 H 1206 + O 2 CO 2 + H 2 O BIOLOGIA HOJE | Volume 1 – 1º Bimestre

CAPÍTULO 1 - O FENÔMENO DA VIDA TRANSFORMAÇÕES DA MATÉRIA E DA ENERGIA Transformações da matéria e da energia Nutrição heterotrófica: necessidade de obter o alimento já pronto do ambiente. Ex. : animais. Nutrição autotrófica: capacidade de produzir o próprio alimento. Ex. : plantas, algas e algumas bactérias. Fotossíntese: reação química em que a energia luminosa do sol é absorvida pela clorofila para produção de açúcar (glicose) e oxigênio, a partir de gás carbônico e água. CO 2 + H 2 O C 6 H 1206 + O 2 OBS: as plantas também realizam a respiração celular, tanto de noite, quanto de dia! BIOLOGIA HOJE | Volume 1 – 1º Bimestre

CAPÍTULO 1 - O FENÔMENO DA VIDA REAÇÃO E EQUILÍBRIO Irritabilidade: capacidade dos seres vivos de reagir a estímulos e modificações do meio ambiente. Ex. : fechamento dos folíolos da planta sensitiva. Fotos: Fabio Colombini/Acervo do fotógrafo Homeostase: propriedade dos seres vivos de manter relativamente constante o interior (meio interno) do seu organismo. Ex. : manutenção da quantidade de líquido presente em nosso corpo. BIOLOGIA HOJE | Volume 1 – 1º Bimestre Sensitiva (Mimosa pudica) antes e depois de ser tocada. (A altura da planta varia de 15 cm a 45 cm. )

CAPÍTULO 1 - O FENÔMENO DA VIDA REPRODUÇÃO E HEREDITARIEDADE DNA (ácido desoxirribonucleico): molécula orgânica, em forma de filamento, que carrega as informações genéticas. Localizada, principalmente, no núcleo das células. Genes: segmentos de DNA com informações que, juntamente com o ambiente, definem as características dos seres vivos. Cromossomos: forma que os filamentos de DNA condensados apresentam quando a célula encontrase em divisão. São semelhantes a bastões quando vistos ao microscópio. BIOLOGIA HOJE | Volume 1 – 1º Bimestre

CAPÍTULO 1 - O FENÔMENO DA VIDA Reprodução assexuada: principal forma de reprodução de organismos unicelulares. Simples divisão celular. Reproduz indivíduos geneticamente idênticos. Reprodução sexuada: feita pela maioria dos seres vivos. Gera indivíduos geneticamente diferentes. Gametas: células especializadas que se unem para formar novos indivíduos na reprodução sexuada. Existem gametas femininos (Ex. : óvulo, oosfera) e gametas masculinos (Ex. : espermatozoide, anterozoide). Zigoto: célula que dará origem a uma nova vida. Se forma após a fecundação (união do óvulo com o espermatozoide). BIOLOGIA HOJE | Volume 1 – 1º Bimestre Fotos: Carolina Biological/Visuals Unlimited/Corbis/Latinstock REPRODUÇÃO E HEREDITARIEDADE Divisão celular simples realizada por uma ameba. Esse organismo unicelular mede entre 0, 2 mm e 0, 5 mm de diâmetro (fotos ao microscópio óptico, com uso de corante; aumento de cerca de 100 vezes).

CAPÍTULO 1 - O FENÔMENO DA VIDA EVOLUÇÃO: PROCESSO PELO QUAL AS POPULAÇÕES DE SERES VIVOS SE RANSFORMAM AO LONGO DO TEMPO. Mutação: modificação na estrutura do DNA que ocorre ao acaso e pode originar novas características. Importante fator para a evolução das populações. Seleção natural: processo descrito por Charles Darwin. São preservadas as mutações que favorecem a sobrevivência ou a reprodução de organismos de uma população e eliminadas as mutações prejudiciais. Adaptações: características que facilitam a sobrevivência e a reprodução dos seres vivos no ambiente em que vivem. Ex. : brânquias nos peixes e pulmões nos mamíferos. BIOLOGIA HOJE | Volume 1 – 1º Bimestre

CAPÍTULO 2 - COMO O CIENTISTA ESTUDA A NATUREZA A INVESTIGAÇÃO CIENTÍFICA Método científico Observação de um fato e formulação de um problema, por meio de perguntas originais. Elaboração de hipóteses (possíveis soluções que resolvam o problema) e de previsões que possam ser testadas. Realizações de observações ou experimentos controlados para testar as hipóteses. Experimento controlado: realizado em condições em que se procura controlar a interferência de algum fator nos resultados. Possui grupo controle (não sofre influência do fator que se quer testar e serve de comparação) e grupo experimental (se faz alteração em um fator a ser testado). Análise dos resultados, seguida de conclusão (hipótese aceita ou reformulada). BIOLOGIA HOJE | Volume 1 – 1º Bimestre Grupo controle Grupo experimental

CAPÍTULO 2 - COMO O CIENTISTA ESTUDA A NATUREZA LEIS E TEORIAS Leis ou princípios científicos: enunciados gerais que descrevem regularidades que ocorrem em certas condições. Ex. : lei da hereditariedade, de Mendel. Teoria: conjunto de leis, conceitos e modelos com o qual é possível explicar diversos fenômenos. Ex. : teoria da evolução, de Darwin. Modelos: exemplos construídos pelos cientistas, com base em experiências, que buscam explicar o que é observado. Podem ser modificados e corrigidos à medida que novas descobertas são feitas. Ex. : modelo atômico de Thomson, que já foi substituído. BIOLOGIA HOJE | Volume 1 – 1º Bimestre

CAPÍTULO 2 - COMO O CIENTISTA ESTUDA A NATUREZA OS LIMITES DA CIÊNCIA Ciência e tecnologia: ferramentas eficazes. A tecnologia é a prática do conhecimento científico. Entretanto, elas não produzem apenas coisas boas. Ex. : esgotamento de recursos naturais, poluição e desequilíbrio ecológico. Ética: debate valores (o certo, o errado, o bem, o mal). As aplicações da ciência devem respeitar, sempre, os valores e os direitos humanos. A ciência é parte da cultura humana, como a arte, a filosofia, a religião e o conhecimento cotidiano. BIOLOGIA HOJE | Volume 1 – 1º Bimestre

CAPÍTULO 3 - A ÁGUA E OS SAIS MINERAIS Água Substância mais abundante nos seres vivos. • Molécula polar: oxigênio é região negativa e hidrogênios formam região positiva. • Solvente universal: capacidade de dissolver outras substâncias, chamadas de soluto. • Alto calor específico: ajuda na regulação da temperatura dos seres vivos. Sais minerais Aparecem de 3 maneiras diferentes no organismo: • Íons dissolvidos na água do corpo. • Cristais. Ex. : carbonato e fosfato de cálcio nos ossos. • Associados a moléculas orgânicas. Ex: ferro ligado à hemoglobina. BIOLOGIA HOJE | Volume 1 – 1º Bimestre

CAPÍTULO 4 - CARBOIDRATOS E LIPÍDIOS CARBOIDRATOS Alimentos energéticos e, em sua maioria, de origem vegetal. Ex. : cereais (arroz), raízes e tubérculos (cenoura e batata), leguminosas (feijão), frutas (banana) e açúcar comum (sacarose da cana-de-açúcar). Funções: • Principal fonte de energia utilizada na respiração celular. • Formação de algumas estruturas dos seres vivos. Ex. : membrana celular e unidades do DNA. Tipos: • Monossacarídeos: açúcares simples, de moléculas pequenas. Ex. : glicose. • Dissacarídeos: união de dois monossacarídeos. Ex. : sacarose e lactose. • Polissacarídeos: carboidratos de cadeia longa (polímeros), formados pela união de vários monossacarídeos. Ex. : amido e celulose (compõe as fibras vegetais, que não são digeridas no nosso organismo, mas evitam prisão de ventre). BIOLOGIA HOJE | Volume 1 – 1º Bimestre OBS: a energia obtida pela oxidação dos alimentos pode ser medida em calorias (cal), que é a quantidade de calor necessária para elevar em 1ºC a quantidade de 1 g de água.

CAPÍTULO 4 - CARBOIDRATOS E LIPÍDIOS: RESERVA DE ENERGIA Gorduras e óleos. Encontrados no leite, carne, gema do ovo, óleos vegetais e frutos (abacate, coco). No corpo, são depositados nas células adiposas, ou adipócitos. Funções: • Eficiente reserva de energia. • Atua como isolante térmico e na proteção contra impactos mecânicos. • Composição da membrana celular, de hormônios e de vitaminas. Tipos: • Glicerídeos: óleos e gorduras, formados pela união de glicerol com ácidos graxos. Ex: triglicerídeo (3 ácidos graxos ligados a um glicerol). Gorduras saturadas: ricas em ácidos graxos saturados (apenas ligações simples unindo átomos de carbono). Gorduras insaturadas: ricas em ácidos graxos insaturados (ligações duplas unindo átomos de carbono). Hidrogenação: conversão de óleo em gordura, por meio da adição de átomos de hidrogênio a sua molécula. • Cerídeos: ceras. Ex: favo de abelha. • Fosfolipídios: região polar e apolar, o que é importante para a composição da membrana celular. • Esteroides: hormônios sexuais e colesterol. BIOLOGIA HOJE | Volume 1 – 1º Bimestre

CAPÍTULO 5 - PROTEÍNAS E VITAMINAS AS FUNÇÕES DAS PROTEÍNAS Possuem função estrutural, enzimática, contrátil, hormonal, de defesa, de transporte, entre outras. Características gerais das proteínas Aminoácidos: cadeia de carbono que possui um grupamento carboxila (COOH), um grupamento amina (NH 2), um hidrogênio e um radical que o caracteriza. Existem 20 tipos de aminoácidos conhecidos. Os aminoácidos essenciais não são produzidos pelo corpo humano, logo devem ser, obrigatoriamente, adquiridos por meio da alimentação. Ex. : leucina e triptofano. Peptídeos: cadeia de aminoácidos unidos por ligações peptídicas. Vários peptídeos juntos formam um filamento chamado polipeptídeo. Proteínas: Macromoléculas (polímeros) formadas pela união de aminoácidos. Podem ser formadas por um ou por vários filamentos de peptídeos. Diferem entre si de acordo com o tipo, o número e a sequência de aminoácidos. Essa sequência é a estrutura primária da proteína e é determinada pelo DNA. BIOLOGIA HOJE | Volume 1 – 1º Bimestre

CAPÍTULO 5 - PROTEÍNAS E VITAMINAS COMO A PROTEÍNA SE DOBRA NO ESPAÇO Estrutura secundária: enrolamento da cadeia polipeptídica em forma de hélice, por causa das ligações de hidrogênio. • Estrutura terciária: cadeia de proteína em forma de hélice faz curvas tridimensionais. • Estrutura quaternária: associação espacial de vários polipeptídeos enovelados. OBS: a forma da proteína tem relação direta com a sua função! A desnaturação das proteínas Estrutura espacial da proteína pode se desfazer devido aos seguintes fatores: • Calor. • Variação de acidez (mudança de p. H). • Presença de substâncias químicas. BIOLOGIA HOJE | Volume 1 – 1º Bimestre

CAPÍTULO 5 - PROTEÍNAS E VITAMINAS PROMOVENDO REAÇÕES QUÍMICAS: ENZIMAS Energia de ativação: energia inicial necessária para desencadear uma reação. Enzimas: proteínas que funcionam como catalisadores, diminuindo a quantidade de energia de ativação necessária para que uma reação ocorra. Apresenta um sítio ativo com formato que se encaixa aos reagentes. Não é consumida durante a reação. Podem ser simples (possuem apenas aminoácidos) ou conjugadas (associada a uma parte não proteica, chamada de cofator. Quando o cofator é uma molécula orgânica, ele é chamado de coenzima. Ex. : vitaminas). Fatores que alteram velocidade de reação: • Concentração da enzima. • Concentração do substrato. • Grau de acidez da solução (p. H). • Temperatura. BIOLOGIA HOJE | Volume 1 – 1º Bimestre

CAPÍTULO 5 - PROTEÍNAS E VITAMINAS CARACTERÍSTICAS GERAIS DAS VITAMINAS Alimentos reguladores: controlam atividades celulares e funções do corpo. Não são consumidas nas reações químicas do organismo, logo não são necessárias em grandes quantidades. Não são produzidas pelo organismo. É preciso adquiri-las por meio dos alimentos. Tipo Vitamina A (retinol) Lipossolúveis D (solúveis em lipídios) E K (quinonas) Problemas de saúde relacionados a vitaminas: • Avitaminose: carência total. • Hipovitaminose: carência parcial. • Hipervitaminose: ingestão em excesso. B 1 (tiamina) B 2 (riboflavina) Hidrossolúveis (solúveis em água) B 6 (piridoxina) B 9 (ácido fólico) B 12 C (ácido ascórbico) Niacina BIOLOGIA HOJE | Volume 1 – 1º Bimestre