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BIOLOGIA E GEOLOGIA
2º PARTE – BIOLOGIA
10º ANO
2009/2010




                      Unidade 0 – Diversidade na Biosfera
Biologia
   É a ciência encarregue pelo
    estudo dos seres, das relações
    que eles estabelecem entre si e
    com o meio que os rodeia.

   Por muito considerada a Ciência
    do século XXI, subdivide-se em
    diversos ramos:
       Zoologia;
       Botânica;
       Microbiologia;
       Biotecnologia;
       Filogenia;
       Genética;
       Ecologia;
       Fisiologia.
Biosfera
   Biosfera
     Camada      superficial da
      Terra com capacidade de
      suportar vida.

     Incluitoda a vida na Terra,
      o ambiente em que se
      desenvolve e as relações
      que se estabelecem entre
      todos os seus elementos.
Organização biológica
   Célula
       Unidade funcional e estrutural dos
        seres vivos.

       Seres vivos constituídos por uma
        única célula denominam-se de
        unicelulares.

       Seres vivos constituídos por mais
        de uma célula denominam-se de
        pluricelulares ou multicelulares.
Organização biológica
   Os sistemas biológicos pluricelulares encontram-se organizados de uma
    forma hierarquizado.

   Assim do mais simples partimos da célula;

   Células idênticas e com funções semelhantes formam tecidos;

   Diferentes grupos de tecidos associam-se para formar os órgãos;

   Órgãos que desempenham um função geral comum organizam-se em
    sistemas de órgãos;

   Os diferentes sistemas de órgãos cooperam entre si, formando um
    organismo.
Organização biológica
   Organismos idênticos e capazes de se cruzarem
    entre si originando descendentes férteis dizem-
    se pertencentes a mesma espécie.

   Indivíduos pertencentes à mesma espécie e que
    habitem uma determinada área constituem uma
    população.

   Populações de diferentes espécies tendem a
    partilhar uma determinada área formando as
    chamadas      comunidades    bióticas   ou
    biocenose.

   Ao conjunto da biocenose, das relações que os
    seres vivos estabelecem entre si, e o ambiente,
    forma-se um sistema ecológico ou ecossistema.
Organização biológica
   Todos os ecossistemas da Terra formam a biosfera.
Dinâmica dos Ecossistemas
   Em qualquer ecossistema os seres
    vivos estabelecem relações tróficas
    que envolvem a transferência de
    matéria e energia.

   Tais relações denominam-se de
    Cadeias Alimentares ou Cadeias
    Tróficas.
       Estas não são mais do que uma
        sequência de seres vivos que se
        relacionam a nível alimentar.

   Quando relacionamos as diferentes
    cadeias alimentares que incluem os
    mesmos seres vivos desenvolvemos
    Teias Alimentares ou Teias
    Tróficas.
Dinâmica dos Ecossistemas
   Nas redes tróficas podemos considerar a existência
    de três categorias de seres vivos de acordo com as
    suas estratégias de obtenção do alimento:

     Produtores



     Consumidores



     Decompositores
Produtores
   São seres vivos que têm a
    capacidade de produzirem o seu
    próprio alimento;

   Convertem a matéria inorgânica
    em matéria orgânica;

   Usam uma fonte de energia
    externa, normalmente o Sol;
       Fotossintéticos

   Consideram-se seres autotróficos.
Consumidores
   Seres vivos que são
    incapazes de produzir o
    seu alimento;
       Seres heterotróficos

   Alimentam-se directa ou
    indirectamente da matéria
    elaborada           pelos
    produtores;

   Classificam-se de acordo
    com os seres vivos de que
    se alimentam.
Decompositores
   Seres vivos que obtêm
    matéria orgânica e energia
    a partir de outros seres vivos,
    decompondo cadáveres e
    excrementos;

   Convertem        a    matéria
    orgânica        em    matéria
    inorgânica,      devolvendo-a
    aos solos;
       Estes   passam     a    estar
        novamente disponíveis para os
        produtores.
Diversidade Biológica
   A Biodiversidade no planeta é enorme,
    calculando-se que existam cerca de
    30.000.000 de espécies de organismos
    diferentes.

   A maior parte dos quais serão
    microorganismos formados por uma
    célula apenas e sem núcleo - seres
    procariontes;
       Células procaríoticas;

   Os restantes serão seres vivos mais
    complexos, constituidos por uma ou mais
    células que têm núcleo e outras
    estruturas membranares – seres
    eucariontes;
       Células eucariontes;
Classificação (segundo Whittaker, 1979)
Reinos: Monera
   Monera
       Seres             unicelulares
        autotróficos e heterotróficos;

       Procariontes;

       Neste grande reino podemos
        distinguir dois ramos:
           Arqueobactérias;

           Eubactérias
Reinos: Protista
   Protista
     Seres             eucariontes
      autotróficos                e
      heterotróficos;

    A  maioria é unicelular, no
      entanto existem alguns
      multicelulares.
Reinos: Fungi
   Fungi
       Seres eucariontes heterotróficos;

       Unicelulares e pluricelulares;

       Digestão exterior seguida de
        absorção dos materiais assim
        produzidos;

       Relação trófica:
           A maior parte são decompositores;
           Alguns parasitas;
           Poucos simbiontes.
Reino: Plantae
   Plantae (Plantas)
     Seres             eucariontes
      pluricelulares;

     Autotróficos;
       Fotossíntese



     Maiores    seres vivos do
      planeta.
Reino: Animalia
   Animalia (Animais)
     Seres  eucariontes
      pluricelulares;

     Heterotróficos;



     Amplamente   adaptados a
      todos os ecossistemas da
      Terra.
Conservação e extinção
   Desde o surgimento da Vida na
    Terra há 3800 Milhões de Anos
    que os seres vivos têm evoluído.

   Este processo não tem sido linear,
    muito pelo contrário ocorre
    muitas vezes por “pulos”.

   Calcula-se que cerca de 99%
    das espécies que tenham existido
    estejam actualmente extintas.

   A extinção é um processo natural,
    e em certa parte até benéfica.
Conservação e extinção
   O Homem, directa ou indirectamente, têm acelerado o
    processo de extinção de muitas espécies.

   Isto deve-se em grande parte às suas acções nos
    ecossistemas.

   Calcula-se que cerca de 10% das espécies existentes
    hoje em dia estejam extintas dentro de duas décadas.

   A extinção de espécies tem efeito negativos já que
    muitas outras espécies estão dependentes delas.

   Além disso a maior parte da indústria farmacêutica
    depende do mundo biológico, a extinção de certas
    espécies podem impedir o desenvolvimento de certos
    medicamentos e terapias.

   Há então uma forte necessidade de proteger        a
    biodiversidade.
2 - A Célula
Unidade 0
A célula
   Dado que todos os seres
    vivos são constituídos por
    células, para uma total
    compreensão dos processos
    biológicos é necessário
    estudar e compreender as
    células.

   As células eram totalmente
    desconhecidas    até     a
    invenção do microscópio,
    dadas as suas reduzidas
    dimensões.
Microscópio
   O     primeiro    microscópio    foi
    desenvolvido em 1590 por Jansen.

   Em 1665, Hooke usa um microscópio
    para observar a estrutura da cortiça,
    ao verificar que era constituído por
    estruturas semelhantes a favos de mel
    denominou essas estruturas de células.
       Célula deriva de Cella que significa
        espaço vazio ou pequena caixa.

       Hooke observou células mortas mas
        abriu o caminho para o estudo da
        Biologia.

   Em 1676, Leeuwenhoek observou as
    primeiras bactérias ao microscópio.
Teoria Celular
   Em 1838, Schleiden e Schwann,
    desenvolvem a Teoria Celular,
    que assenta actualmente no
    seguintes princípios:
     A célula é a unidade básica
      estrutural e funcional de todos os
      seres vivos;
     Todas as células provêm de células
      pré-existentes;
    A     célula é a unidade de
      reprodução, de desenvolvimento e
      de hereditariedade dos seres
      vivos.
Microscópio Electrónico de Transmissão
   Na década de 30 do século XX
    foi desenvolvido o Microscópio
    Electrónico de Transmissão.

       Não permite observar material
        vivo;

       Ampliações na ordem dos 50x106
        (com correcção de imagem).

       Permitiram      o     estudo   da
        ultraestrutura da célula.
Unidade estrutural e funcional
   Todos os seres vivos são constituídos por células,
    por essa razão as células são as unidade
    estrutural de vida.

   Numa célula realizam-se todas as funções vitais
    necessárias para a vida, por essa razão se diz
    que são a unidade funcional da vida.

   As células podem apresentar-se numa
    infinidade de formas e tamanhos, no entanto
    podemos dividi-las em dois simples grupos:

       Células Procarióticas

       Células Eucarióticas
Unidade estrutural e funcional
   Pensa-se que as células eucariontes tenham evoluído a partir das células
    procariontes, pois são mais complexas e apresentam:

       Núcleo organizado e delimitado por membranas;

       Organelos membranares.

   O processo evolutivo que levou ao surgimento da células eucariontes é ainda
    discutível.
Célula Procariótica
   Terão sido as primeiras
    formas     celulares  a
    aparecerem na Terra;

     Baixo   grau de organização;


     Não    há presença        de
     estruturas membranares.
Célula Eucariótica
   As células eucariontes apresentam
    diversas formas e tamanhos, de
    acordo com o organismo e funções
    que desempenham.

       As mais pequenas dificilmente são
        observáveis a olho nú, pelo contrário
        as maiores, como o ovo da avestruz
        ou os neurónios da pata da girafa
        são facilmente observáveis.

       Quanto à forma, algumas podem
        mudar o seu aspecto de modo a
        melhorarem         a       sua
        deslocação/função.
Célula Eucarionte
   Podemos distinguir basicamente dois tipos de
    células eucariontes:

     Células   animais



     Células   vegetais
Célula Eucarionte
   Embora diferentes estruturalmente e            até
    fisiologicamente,    podemos     determinar    três
    constituintes fundamentais e comuns:




                             Citoplasma   Núcleo
     Membrana
     Plasmática
Célula Eucarionte
   Que ideia tens de uma célula…

     Um   lugar calmo e aborrecido em que nada acontece?
Componentes celulares
   Membrana celular
       Membrana plasmática;

       Membrana citoplasmática;

       Plasmalema;

       Delimita o meio extracelular (exterior)do
        meio intracelular (interior).

   Citoplasma
       Limitado pela membrana plasmática;

       Massa semifluida, também denominada de
        hialoplasma.

       Encontram-se dispersos os organelos.
Componentes celulares
   Núcleo
       Delimitada de invólucro nuclear;

       Presença      de    poros, que
        permitem a comunicação do
        núcleo e o citoplasma;

       O líquido interior denomina-se
        de nucleoplasma onde se pode
        encontrar a cromatina;

       Ocasionalmente é possível de
        observar uma massa esférica
        denominada de nucléolo.
Componentes celulares
   Mitocôndrias
       Organelo delimitado por
        uma dupla membrana;
         Externa;
         Interna;


       A membrana apresenta
        invaginações que dão
        origem às cristas;

       Estão    envolvidas  no
        processo de produção de
        energia.
Componentes celulares
   Cloroplasto
     Organelos  delimitados
      por membrana dupla;

     Apresentam         pigmentos
      fotossintéticos;
       Clorofila;
       Intervenientes          na
        fotossíntese;
             Conversão da matéria
              inorgânica em matéria
              orgânica.
Componentes celulares
   Vacúolos
       De tamanho        variável e
        delimitados      por      uma
        membrana;

       Representam armazens      de
        diferentes substâncias:
           Gases;
           Proteínas;
           Gorduras;
           Pigmentos;
           Açucares…

       Nas células vegetais são mais
        evidentes.
Componentes celulares
   Parede celular
     Parede  rígida que envolve
      as células vegetais e
      bacterianas;

     De diferentes compostos,
      mas nas células vegetais,
      normalmente de celulose.

     Confere    protecção e
      suporte.
Componentes celulares
   Centríolos
     Estrutura    de aspecto
      cilíndrico, constituido por
      microtúbulos.


     Intrevêm    em diferentes
      processos,
      nomeadamente            na
      divisão celular.
Componentes celulares
   Retículo endoplasmático
     Sistema     de...
       Sáculos;
       Vesículas;
       Canalículos.


     Envolvidos     na
       Síntesede proteínas, lípidos
        e hormonas;
       Transporte de diferentes
        substâncias,
Componentes celulares
   Aparelho ou Complexo de Golgi
     Conjunto  de cisternas achatadas envolvidas nos
     processos de secreção de substâncias.
Componentes celulares
   Lisossomas
     Estruturas
               esféricas
      rodeadas por uma
      membrana
      simples.

     Contêm     enzimas
      intervenientes em
      diferentes
      reacções        de
      decomposição.
Componentes celulares
   Ribossomas
       Pequenos       organelos
        constituido  por   duas
        subunidades:
           Subunidade maior
           Subunidade menor

       Podem encontrar-se na
        membrana do Reticulo
        Enodoplasmático (Retículo
        Endoplasmático Rugoso).

       Intervenientes na síntese
        proteíca.
Componentes celulares
   Citosqueleto
     Malha       de          fibras
      intercruzadas.

     Mantém      a estrutura da
      célula.

     Estrutura   dinâmica.
Constituintes básicos
Unidade 0
Constituintes básicos
   A unidade biológica da célula não
    se     limita a     características
    estruturais e funcionais, mas
    também a nível molecular.

   Todos os seres         vivos são
    constituídos por         moléculas
    orgânicas    de            grandes
    dimensões…
       Macromoléculas

   As macromoléculas são constituidas
    essencialmente por Carbono (C),
    Oxigénio (O), Hidrogénio (H) e
    outros como o Azoto (N).
Constituintes básicos
   As macromoléculas podem
    desempenhar      diversas
    funções:
       Estruturais;
       Energéticas;
       Enzimáticas;
       Armazenamento              e
        transferência de informação.

   Além das macromoléculas,
    nas células, existem ainda
    outros constituintes como por
    exemplo os sais minerais.
Água
   É o composto mais importante e
    abundante das células.
       75 a 90% do total da sua massa.

       Representa o meio onde ocorrem todas
        as reacções celulares e químicas vitais
        da célula.

       As propriedades da água residem no
        facto dela apesar de electronicamente
        neutra apresentar polaridade.
           Isto permite que as águas se ligem entre
            si ou com outras moléculas de substâncias
            polares.
           Esta ligação ocorre através da formação
            de pontes de hidrogénio.
           Contribui para a capacidade de
            solubilidade da água, permitindo ligar-
            se a diversos iões formando compostos
            mais estáveis.
Macromoléculas Biológicas
   As macromoléculas podem agrupar-se em quatro
    grupos:

     Prótidos


     Glícidos


     Lípidos


     Ácidos    Nucleicos
Prótidos
   São compostos orgânicos constituídos essencialmente por C,
    H, O e N.
       Pelo que se denominam de compostos quaternários.
       Podem também conter, em menor percentagem, outros elementros
        como o S, P, Mg, Fe e Cu.

   Os prótidos podem ser classificados, de acordo com o seu
    grau de complexidade em:
       Aminoácidos;

       Péptidos;

       Proteínas.
Prótidos
   Os aminoácidos são os prótidos mais simples.

   Constituem as unidades estruturais dos péptidos
    e das proteínas.
       Ligando-se entre e dando origem a cadeias mais
        ou menos extensas.

   Conhecem-se cerda de 20 aminoácidos na
    natureza.

   Apresentam em comum:
       Grupo amina (NH2);

       Grupo carboxilo (COOH).

   Diferem no Radical, que representa uma porção
    da molécula que varia de aminoácido para
    aminoácido.
Prótidos
   Os péptidos são o resultado de dois ou mais aminoácidos.

   Trata-se de uma ligação química covalente, que neste caso se denomina de ligação peptídica.

       Ocorre entre o grupo carboxilo de um aminoácido e o grupo amina de outro.

       Por cada ligação peptídica que se estabelece há formaçaõ de um molécula de água.




   Péptido de…
       Dois aminoácidos denominam-se de dipéptidos;
       Três aminoácidos denominam-se de tripéptidos;
       De dois a vinte aminoácidos denominam-s de oligopéptidos;
       Mais de vinte aminoácidos denominam-se de polipéptidos.
Prótidos
   Com os 20 aminoácidos é possível criar uma grande
    quantidade (na realidade quase infinita) de proteínas
    com sequências diferentes e/ou tamanhos diferentes.

   As protéinas são constituidos por uma ou mais cadeias
    polipeptídica e apresentam uma estrutra tridimensional
    definida.

   Na realidade a estrutura é tão importante que
    determina a funcionalidade da proteína.

       Por sua vez a estrutura tridimensional depende da
        sequência de aminoácidos da proteína (Estrutura Primária)
Prótidos
   As proteínas podem ser constituidas por aminoácidos…
       Proteínas simples ou Holoproteínas.


   Ou conter uma porção não proteíca…
     Grupo prostético ou Cofactores.
     Determinantes para a funcionalidade da proteína.

     Denominam-se      de     Proteínas    conjugadas ou
      Heteroproteínas.
     Os grupos prostéticos aumentam a diversidade das
      proteínas.
Prótidos
   A estrutura das proteínas é mantida por ligações fracas,
    pelo que são facilmente quebradas…
       Calor;
       Agitação;
       Sais;
       Ácidos…

   A perda da estrutura tridimensional denomina-se de
    desnaturação.

   As proteínas são de extrema importância biológica,
    desempenhando uma grande quantidade de funções…
Glícidos
   Também conhecidos por hidratos de
    carbono.

   Compostos orgânicos ternários (C, O
    e H);

   Podem ser classificados, de acordo
    com a complexidade, em:

       Monossacarídeos;

       Oligossacarídeos;

       Polissacarídeos.
Glícidos
   Monossacarídeos

       Também conhecidos por oses.

       São classficados de acordo com a
        quantidade de Carbonos que possuem
        (entre 3 e 9)
           Trioses (3C);
           Tetroses (4C);
           Pentoses (5C);
           Hexoses (6C);
           Heptoses (7C)…

       As pentoses e as hexoses são as mais
        frequentes na natureza, e dentro
        destas a mais comuns são a frutose e
        a glicose.
Glícidos
   Estes monossacarídeos quando em solução
    aquosa, apresentam uma estrutura em anel
    de carbono.

   Dois destes monossacarídeos podem ligar-se
    formando um dissacarídeo.
       À ligação entre dois monossacarídeos dá-se o
        nome de ligação glicosídica.


   Os oligossacarídeos resultam de entre 2 a
    10 monossacarídeos.

   Se por seu lado o número de
    monossacarídeos ligados for maior do que
    10      então   estamos    perante    um
    polissacarídeo.

   A maior parte dos polissacarídeos são
    linerares, no entanto alguns como a
    amilopectina são ramificados.
Glícidos
Lípidos
   Conhecidos         como       as
    gorduras.
       Animais e Vegetais;

       As ceras e os esteróides são
        também outro tipo de lípidos.

   São compostos orgânicos
    essencialmente constituídos
    por C, H e O.
       No entanto podem apresentar
        outros compostos como S, N, e
        P.
Lípidos
   Estas substâncias são insolúveis em água, mas solúveis em
    solventes orgânicos (benzeno, éter e o clorofórmio).

   Os lípidos dividem-se, de acordo com a sua função, em:

       Lípidos de reserva;

       Lípidos estruturais;

       Lípidos com função reguladora.
Lípidos de reserva
   São constituídos           por      dois      componentes
    fundamentais:

       Ácidos gordos;
           Cadeia linear de átomos de carbono;
           Grupo terminal carboxilo (COOH);
           Podem ser classificados em:
                  Saturados – não têm ligações duplas ou triplas, ou
                   seja, só apresentam ligações simples;
                  Insaturados – apresentam ligações duplas ou
                   triplas.


       Glicerol
           Também conhecida por glicerina;
           É um álcool que contem três grupos hidróxilo
            (HO);
           Estabelecem ligações covalentes com átomos de
            carbono dos grupos carboxilo dos ácidos gordos,
            originando uma ligação éster.
           Dependendo do número de ácidos gordos que se
            ligam ao glicerol assim se formam:
                  Monoglicerídeo;
                  Diglicerídeo;
                  Triglicerídeo.
Lípidos estruturais
   Dentro deste grupo os fosfolípidos
    destacam-se pela sua importância.

       São lípidos que apresentam grupos fosfato.

       São dos constituintes mais abundantes das
        membranas celulares.

       Resultam da ligação entre:

           Um glicerol;

           Dois ácidos gordos;

           Uma molécula de ácido fosfórico.
Lípidos estruturais
   Os      fosfolípidos     são
    macromoléculas
    anfipáticas.

       Apresentam uma parte
        hidrofóbica e uma parte
        hidrofílica.

       Esta    característica  é
        extremamente importante
        na     constituição    da
        membrana plasmática.
Lípidos com função reguladora
   Alguns lípidos intrevêm nos processos de regulação
    dos organismos, como por exemplo as hormonas.

     No  caso dos mamíferos salientam-se as hormonas
      sexuais:
       Testosterona;
       Progesterona;
       Entre   outros esteróides.
Lípidos
Ácidos nucleicos
   São as principais moléculas
    envolvidas em processos de
    controlo celular.

   Existem dois tipos de ácidos
    nucleicos:

       ADN – Ácido Desoxirribonucleico;

       RNA – Ácido Ribonucleico.

       Ambos polímeros de nucleótidos,
        isto é, são polinucleótidos.
Ácidos nucleicos
   Os nucleótidos, unidades estruturais, dos ácidos
    nucleicos são constituidos por:

     Base   azotada;

     Pentose;



     Grupo   fosfato.
Ácidos nucleicos
   Existem cinco tipos de bases azotadas:

       Adenina (A);

       Guanina (G);

       Citosina (C);

       Timina (T);

       Uracilo (U).
Ácidos nucleicos
Ácidos nucleicos
   A Timina é exclusiva do DNA, sendo
    substítuida, no RNA, por Uracilo.

   No DNA, as bases ligam-se entre si
    por complementaridade da seguinte
    forma:
                 A-T
                 C-G

   Esta ligação permite que duas
    cadeias complementares se liguem,
    formando uma dupla cadeia que se
    enrola em hélice.
Ácidos nucleicos



             2 Pontes de Hidrogénio


          3 Pontes de Hidrogénio
Ácidos nucleicos
   Relativamente às pentoses…

     No   DNA é a desoxiribose;




     No   RNA é a ribose.

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  • 1. BIOLOGIA E GEOLOGIA 2º PARTE – BIOLOGIA 10º ANO 2009/2010 Unidade 0 – Diversidade na Biosfera
  • 2. Biologia  É a ciência encarregue pelo estudo dos seres, das relações que eles estabelecem entre si e com o meio que os rodeia.  Por muito considerada a Ciência do século XXI, subdivide-se em diversos ramos:  Zoologia;  Botânica;  Microbiologia;  Biotecnologia;  Filogenia;  Genética;  Ecologia;  Fisiologia.
  • 3. Biosfera  Biosfera  Camada superficial da Terra com capacidade de suportar vida.  Incluitoda a vida na Terra, o ambiente em que se desenvolve e as relações que se estabelecem entre todos os seus elementos.
  • 4. Organização biológica  Célula  Unidade funcional e estrutural dos seres vivos.  Seres vivos constituídos por uma única célula denominam-se de unicelulares.  Seres vivos constituídos por mais de uma célula denominam-se de pluricelulares ou multicelulares.
  • 5. Organização biológica  Os sistemas biológicos pluricelulares encontram-se organizados de uma forma hierarquizado.  Assim do mais simples partimos da célula;  Células idênticas e com funções semelhantes formam tecidos;  Diferentes grupos de tecidos associam-se para formar os órgãos;  Órgãos que desempenham um função geral comum organizam-se em sistemas de órgãos;  Os diferentes sistemas de órgãos cooperam entre si, formando um organismo.
  • 6. Organização biológica  Organismos idênticos e capazes de se cruzarem entre si originando descendentes férteis dizem- se pertencentes a mesma espécie.  Indivíduos pertencentes à mesma espécie e que habitem uma determinada área constituem uma população.  Populações de diferentes espécies tendem a partilhar uma determinada área formando as chamadas comunidades bióticas ou biocenose.  Ao conjunto da biocenose, das relações que os seres vivos estabelecem entre si, e o ambiente, forma-se um sistema ecológico ou ecossistema.
  • 7. Organização biológica  Todos os ecossistemas da Terra formam a biosfera.
  • 8. Dinâmica dos Ecossistemas  Em qualquer ecossistema os seres vivos estabelecem relações tróficas que envolvem a transferência de matéria e energia.  Tais relações denominam-se de Cadeias Alimentares ou Cadeias Tróficas.  Estas não são mais do que uma sequência de seres vivos que se relacionam a nível alimentar.  Quando relacionamos as diferentes cadeias alimentares que incluem os mesmos seres vivos desenvolvemos Teias Alimentares ou Teias Tróficas.
  • 9. Dinâmica dos Ecossistemas  Nas redes tróficas podemos considerar a existência de três categorias de seres vivos de acordo com as suas estratégias de obtenção do alimento:  Produtores  Consumidores  Decompositores
  • 10. Produtores  São seres vivos que têm a capacidade de produzirem o seu próprio alimento;  Convertem a matéria inorgânica em matéria orgânica;  Usam uma fonte de energia externa, normalmente o Sol;  Fotossintéticos  Consideram-se seres autotróficos.
  • 11. Consumidores  Seres vivos que são incapazes de produzir o seu alimento;  Seres heterotróficos  Alimentam-se directa ou indirectamente da matéria elaborada pelos produtores;  Classificam-se de acordo com os seres vivos de que se alimentam.
  • 12. Decompositores  Seres vivos que obtêm matéria orgânica e energia a partir de outros seres vivos, decompondo cadáveres e excrementos;  Convertem a matéria orgânica em matéria inorgânica, devolvendo-a aos solos;  Estes passam a estar novamente disponíveis para os produtores.
  • 13. Diversidade Biológica  A Biodiversidade no planeta é enorme, calculando-se que existam cerca de 30.000.000 de espécies de organismos diferentes.  A maior parte dos quais serão microorganismos formados por uma célula apenas e sem núcleo - seres procariontes;  Células procaríoticas;  Os restantes serão seres vivos mais complexos, constituidos por uma ou mais células que têm núcleo e outras estruturas membranares – seres eucariontes;  Células eucariontes;
  • 15. Reinos: Monera  Monera  Seres unicelulares autotróficos e heterotróficos;  Procariontes;  Neste grande reino podemos distinguir dois ramos:  Arqueobactérias;  Eubactérias
  • 16. Reinos: Protista  Protista  Seres eucariontes autotróficos e heterotróficos; A maioria é unicelular, no entanto existem alguns multicelulares.
  • 17. Reinos: Fungi  Fungi  Seres eucariontes heterotróficos;  Unicelulares e pluricelulares;  Digestão exterior seguida de absorção dos materiais assim produzidos;  Relação trófica:  A maior parte são decompositores;  Alguns parasitas;  Poucos simbiontes.
  • 18. Reino: Plantae  Plantae (Plantas)  Seres eucariontes pluricelulares;  Autotróficos;  Fotossíntese  Maiores seres vivos do planeta.
  • 19. Reino: Animalia  Animalia (Animais)  Seres eucariontes pluricelulares;  Heterotróficos;  Amplamente adaptados a todos os ecossistemas da Terra.
  • 20. Conservação e extinção  Desde o surgimento da Vida na Terra há 3800 Milhões de Anos que os seres vivos têm evoluído.  Este processo não tem sido linear, muito pelo contrário ocorre muitas vezes por “pulos”.  Calcula-se que cerca de 99% das espécies que tenham existido estejam actualmente extintas.  A extinção é um processo natural, e em certa parte até benéfica.
  • 21. Conservação e extinção  O Homem, directa ou indirectamente, têm acelerado o processo de extinção de muitas espécies.  Isto deve-se em grande parte às suas acções nos ecossistemas.  Calcula-se que cerca de 10% das espécies existentes hoje em dia estejam extintas dentro de duas décadas.  A extinção de espécies tem efeito negativos já que muitas outras espécies estão dependentes delas.  Além disso a maior parte da indústria farmacêutica depende do mundo biológico, a extinção de certas espécies podem impedir o desenvolvimento de certos medicamentos e terapias.  Há então uma forte necessidade de proteger a biodiversidade.
  • 22. 2 - A Célula Unidade 0
  • 23. A célula  Dado que todos os seres vivos são constituídos por células, para uma total compreensão dos processos biológicos é necessário estudar e compreender as células.  As células eram totalmente desconhecidas até a invenção do microscópio, dadas as suas reduzidas dimensões.
  • 24. Microscópio  O primeiro microscópio foi desenvolvido em 1590 por Jansen.  Em 1665, Hooke usa um microscópio para observar a estrutura da cortiça, ao verificar que era constituído por estruturas semelhantes a favos de mel denominou essas estruturas de células.  Célula deriva de Cella que significa espaço vazio ou pequena caixa.  Hooke observou células mortas mas abriu o caminho para o estudo da Biologia.  Em 1676, Leeuwenhoek observou as primeiras bactérias ao microscópio.
  • 25. Teoria Celular  Em 1838, Schleiden e Schwann, desenvolvem a Teoria Celular, que assenta actualmente no seguintes princípios:  A célula é a unidade básica estrutural e funcional de todos os seres vivos;  Todas as células provêm de células pré-existentes; A célula é a unidade de reprodução, de desenvolvimento e de hereditariedade dos seres vivos.
  • 26. Microscópio Electrónico de Transmissão  Na década de 30 do século XX foi desenvolvido o Microscópio Electrónico de Transmissão.  Não permite observar material vivo;  Ampliações na ordem dos 50x106 (com correcção de imagem).  Permitiram o estudo da ultraestrutura da célula.
  • 27. Unidade estrutural e funcional  Todos os seres vivos são constituídos por células, por essa razão as células são as unidade estrutural de vida.  Numa célula realizam-se todas as funções vitais necessárias para a vida, por essa razão se diz que são a unidade funcional da vida.  As células podem apresentar-se numa infinidade de formas e tamanhos, no entanto podemos dividi-las em dois simples grupos:  Células Procarióticas  Células Eucarióticas
  • 28. Unidade estrutural e funcional  Pensa-se que as células eucariontes tenham evoluído a partir das células procariontes, pois são mais complexas e apresentam:  Núcleo organizado e delimitado por membranas;  Organelos membranares.  O processo evolutivo que levou ao surgimento da células eucariontes é ainda discutível.
  • 29. Célula Procariótica  Terão sido as primeiras formas celulares a aparecerem na Terra;  Baixo grau de organização;  Não há presença de estruturas membranares.
  • 30. Célula Eucariótica  As células eucariontes apresentam diversas formas e tamanhos, de acordo com o organismo e funções que desempenham.  As mais pequenas dificilmente são observáveis a olho nú, pelo contrário as maiores, como o ovo da avestruz ou os neurónios da pata da girafa são facilmente observáveis.  Quanto à forma, algumas podem mudar o seu aspecto de modo a melhorarem a sua deslocação/função.
  • 31. Célula Eucarionte  Podemos distinguir basicamente dois tipos de células eucariontes:  Células animais  Células vegetais
  • 32. Célula Eucarionte  Embora diferentes estruturalmente e até fisiologicamente, podemos determinar três constituintes fundamentais e comuns: Citoplasma Núcleo Membrana Plasmática
  • 33. Célula Eucarionte  Que ideia tens de uma célula…  Um lugar calmo e aborrecido em que nada acontece?
  • 34. Componentes celulares  Membrana celular  Membrana plasmática;  Membrana citoplasmática;  Plasmalema;  Delimita o meio extracelular (exterior)do meio intracelular (interior).  Citoplasma  Limitado pela membrana plasmática;  Massa semifluida, também denominada de hialoplasma.  Encontram-se dispersos os organelos.
  • 35. Componentes celulares  Núcleo  Delimitada de invólucro nuclear;  Presença de poros, que permitem a comunicação do núcleo e o citoplasma;  O líquido interior denomina-se de nucleoplasma onde se pode encontrar a cromatina;  Ocasionalmente é possível de observar uma massa esférica denominada de nucléolo.
  • 36. Componentes celulares  Mitocôndrias  Organelo delimitado por uma dupla membrana;  Externa;  Interna;  A membrana apresenta invaginações que dão origem às cristas;  Estão envolvidas no processo de produção de energia.
  • 37. Componentes celulares  Cloroplasto  Organelos delimitados por membrana dupla;  Apresentam pigmentos fotossintéticos;  Clorofila;  Intervenientes na fotossíntese;  Conversão da matéria inorgânica em matéria orgânica.
  • 38. Componentes celulares  Vacúolos  De tamanho variável e delimitados por uma membrana;  Representam armazens de diferentes substâncias:  Gases;  Proteínas;  Gorduras;  Pigmentos;  Açucares…  Nas células vegetais são mais evidentes.
  • 39. Componentes celulares  Parede celular  Parede rígida que envolve as células vegetais e bacterianas;  De diferentes compostos, mas nas células vegetais, normalmente de celulose.  Confere protecção e suporte.
  • 40. Componentes celulares  Centríolos  Estrutura de aspecto cilíndrico, constituido por microtúbulos.  Intrevêm em diferentes processos, nomeadamente na divisão celular.
  • 41. Componentes celulares  Retículo endoplasmático  Sistema de...  Sáculos;  Vesículas;  Canalículos.  Envolvidos na  Síntesede proteínas, lípidos e hormonas;  Transporte de diferentes substâncias,
  • 42. Componentes celulares  Aparelho ou Complexo de Golgi  Conjunto de cisternas achatadas envolvidas nos processos de secreção de substâncias.
  • 43. Componentes celulares  Lisossomas  Estruturas esféricas rodeadas por uma membrana simples.  Contêm enzimas intervenientes em diferentes reacções de decomposição.
  • 44. Componentes celulares  Ribossomas  Pequenos organelos constituido por duas subunidades:  Subunidade maior  Subunidade menor  Podem encontrar-se na membrana do Reticulo Enodoplasmático (Retículo Endoplasmático Rugoso).  Intervenientes na síntese proteíca.
  • 45. Componentes celulares  Citosqueleto  Malha de fibras intercruzadas.  Mantém a estrutura da célula.  Estrutura dinâmica.
  • 47. Constituintes básicos  A unidade biológica da célula não se limita a características estruturais e funcionais, mas também a nível molecular.  Todos os seres vivos são constituídos por moléculas orgânicas de grandes dimensões…  Macromoléculas  As macromoléculas são constituidas essencialmente por Carbono (C), Oxigénio (O), Hidrogénio (H) e outros como o Azoto (N).
  • 48. Constituintes básicos  As macromoléculas podem desempenhar diversas funções:  Estruturais;  Energéticas;  Enzimáticas;  Armazenamento e transferência de informação.  Além das macromoléculas, nas células, existem ainda outros constituintes como por exemplo os sais minerais.
  • 49. Água  É o composto mais importante e abundante das células.  75 a 90% do total da sua massa.  Representa o meio onde ocorrem todas as reacções celulares e químicas vitais da célula.  As propriedades da água residem no facto dela apesar de electronicamente neutra apresentar polaridade.  Isto permite que as águas se ligem entre si ou com outras moléculas de substâncias polares.  Esta ligação ocorre através da formação de pontes de hidrogénio.  Contribui para a capacidade de solubilidade da água, permitindo ligar- se a diversos iões formando compostos mais estáveis.
  • 50. Macromoléculas Biológicas  As macromoléculas podem agrupar-se em quatro grupos:  Prótidos  Glícidos  Lípidos  Ácidos Nucleicos
  • 51. Prótidos  São compostos orgânicos constituídos essencialmente por C, H, O e N.  Pelo que se denominam de compostos quaternários.  Podem também conter, em menor percentagem, outros elementros como o S, P, Mg, Fe e Cu.  Os prótidos podem ser classificados, de acordo com o seu grau de complexidade em:  Aminoácidos;  Péptidos;  Proteínas.
  • 52. Prótidos  Os aminoácidos são os prótidos mais simples.  Constituem as unidades estruturais dos péptidos e das proteínas.  Ligando-se entre e dando origem a cadeias mais ou menos extensas.  Conhecem-se cerda de 20 aminoácidos na natureza.  Apresentam em comum:  Grupo amina (NH2);  Grupo carboxilo (COOH).  Diferem no Radical, que representa uma porção da molécula que varia de aminoácido para aminoácido.
  • 53. Prótidos  Os péptidos são o resultado de dois ou mais aminoácidos.  Trata-se de uma ligação química covalente, que neste caso se denomina de ligação peptídica.  Ocorre entre o grupo carboxilo de um aminoácido e o grupo amina de outro.  Por cada ligação peptídica que se estabelece há formaçaõ de um molécula de água.  Péptido de…  Dois aminoácidos denominam-se de dipéptidos;  Três aminoácidos denominam-se de tripéptidos;  De dois a vinte aminoácidos denominam-s de oligopéptidos;  Mais de vinte aminoácidos denominam-se de polipéptidos.
  • 54. Prótidos  Com os 20 aminoácidos é possível criar uma grande quantidade (na realidade quase infinita) de proteínas com sequências diferentes e/ou tamanhos diferentes.  As protéinas são constituidos por uma ou mais cadeias polipeptídica e apresentam uma estrutra tridimensional definida.  Na realidade a estrutura é tão importante que determina a funcionalidade da proteína.  Por sua vez a estrutura tridimensional depende da sequência de aminoácidos da proteína (Estrutura Primária)
  • 55. Prótidos  As proteínas podem ser constituidas por aminoácidos…  Proteínas simples ou Holoproteínas.  Ou conter uma porção não proteíca…  Grupo prostético ou Cofactores.  Determinantes para a funcionalidade da proteína.  Denominam-se de Proteínas conjugadas ou Heteroproteínas.  Os grupos prostéticos aumentam a diversidade das proteínas.
  • 56. Prótidos  A estrutura das proteínas é mantida por ligações fracas, pelo que são facilmente quebradas…  Calor;  Agitação;  Sais;  Ácidos…  A perda da estrutura tridimensional denomina-se de desnaturação.  As proteínas são de extrema importância biológica, desempenhando uma grande quantidade de funções…
  • 57. Glícidos  Também conhecidos por hidratos de carbono.  Compostos orgânicos ternários (C, O e H);  Podem ser classificados, de acordo com a complexidade, em:  Monossacarídeos;  Oligossacarídeos;  Polissacarídeos.
  • 58. Glícidos  Monossacarídeos  Também conhecidos por oses.  São classficados de acordo com a quantidade de Carbonos que possuem (entre 3 e 9)  Trioses (3C);  Tetroses (4C);  Pentoses (5C);  Hexoses (6C);  Heptoses (7C)…  As pentoses e as hexoses são as mais frequentes na natureza, e dentro destas a mais comuns são a frutose e a glicose.
  • 59. Glícidos  Estes monossacarídeos quando em solução aquosa, apresentam uma estrutura em anel de carbono.  Dois destes monossacarídeos podem ligar-se formando um dissacarídeo.  À ligação entre dois monossacarídeos dá-se o nome de ligação glicosídica.  Os oligossacarídeos resultam de entre 2 a 10 monossacarídeos.  Se por seu lado o número de monossacarídeos ligados for maior do que 10 então estamos perante um polissacarídeo.  A maior parte dos polissacarídeos são linerares, no entanto alguns como a amilopectina são ramificados.
  • 61. Lípidos  Conhecidos como as gorduras.  Animais e Vegetais;  As ceras e os esteróides são também outro tipo de lípidos.  São compostos orgânicos essencialmente constituídos por C, H e O.  No entanto podem apresentar outros compostos como S, N, e P.
  • 62. Lípidos  Estas substâncias são insolúveis em água, mas solúveis em solventes orgânicos (benzeno, éter e o clorofórmio).  Os lípidos dividem-se, de acordo com a sua função, em:  Lípidos de reserva;  Lípidos estruturais;  Lípidos com função reguladora.
  • 63. Lípidos de reserva  São constituídos por dois componentes fundamentais:  Ácidos gordos;  Cadeia linear de átomos de carbono;  Grupo terminal carboxilo (COOH);  Podem ser classificados em:  Saturados – não têm ligações duplas ou triplas, ou seja, só apresentam ligações simples;  Insaturados – apresentam ligações duplas ou triplas.  Glicerol  Também conhecida por glicerina;  É um álcool que contem três grupos hidróxilo (HO);  Estabelecem ligações covalentes com átomos de carbono dos grupos carboxilo dos ácidos gordos, originando uma ligação éster.  Dependendo do número de ácidos gordos que se ligam ao glicerol assim se formam:  Monoglicerídeo;  Diglicerídeo;  Triglicerídeo.
  • 64. Lípidos estruturais  Dentro deste grupo os fosfolípidos destacam-se pela sua importância.  São lípidos que apresentam grupos fosfato.  São dos constituintes mais abundantes das membranas celulares.  Resultam da ligação entre:  Um glicerol;  Dois ácidos gordos;  Uma molécula de ácido fosfórico.
  • 65. Lípidos estruturais  Os fosfolípidos são macromoléculas anfipáticas.  Apresentam uma parte hidrofóbica e uma parte hidrofílica.  Esta característica é extremamente importante na constituição da membrana plasmática.
  • 66. Lípidos com função reguladora  Alguns lípidos intrevêm nos processos de regulação dos organismos, como por exemplo as hormonas.  No caso dos mamíferos salientam-se as hormonas sexuais:  Testosterona;  Progesterona;  Entre outros esteróides.
  • 68. Ácidos nucleicos  São as principais moléculas envolvidas em processos de controlo celular.  Existem dois tipos de ácidos nucleicos:  ADN – Ácido Desoxirribonucleico;  RNA – Ácido Ribonucleico.  Ambos polímeros de nucleótidos, isto é, são polinucleótidos.
  • 69. Ácidos nucleicos  Os nucleótidos, unidades estruturais, dos ácidos nucleicos são constituidos por:  Base azotada;  Pentose;  Grupo fosfato.
  • 70. Ácidos nucleicos  Existem cinco tipos de bases azotadas:  Adenina (A);  Guanina (G);  Citosina (C);  Timina (T);  Uracilo (U).
  • 72. Ácidos nucleicos  A Timina é exclusiva do DNA, sendo substítuida, no RNA, por Uracilo.  No DNA, as bases ligam-se entre si por complementaridade da seguinte forma: A-T C-G  Esta ligação permite que duas cadeias complementares se liguem, formando uma dupla cadeia que se enrola em hélice.
  • 73. Ácidos nucleicos 2 Pontes de Hidrogénio 3 Pontes de Hidrogénio
  • 74. Ácidos nucleicos  Relativamente às pentoses…  No DNA é a desoxiribose;  No RNA é a ribose.