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Biologia – módulo A2 – Obtenção de matéria Página 1
Profª Leonor Vaz Pereira
BIOLOGIA – Módulo A2 – Obtenção de Matéria
Autotrofia versus Heterotrofia
Transporte em quantidade
As células podem transferir para o seu interior ou libertar para o exterior macromoléculas tais com
proteínas ou conjuntos de partículas de dimensões variadas.
Exocitose: transporte de material para o exterior da célula. As vesículas contendo macromoléculas
movem-se até à membrana. Efetua-se assim a fusão da membrana da vesícula com a membrana celular e o
conteúdo da vesícula liberta-se o meio extracelular.
Endocitose: transporte de material para o interior da célula. O material é transportado através de
invaginações da membrana. Essas invaginações progridem para o interior e separam-se da membrana,
constituindo vesículas endocíticas.
Fagocitose: o material alimentar é englobado por pseudópodes, prolongamentos emitidos pela célula,
formando uma vesícula fagocítica. Está associada ao processo de digestão em muitos seres vivos
unicelulares e ainda à atividade de células do sistema imunitário (defesa) de muitos animais.
Pinocitose: pequenas gotas de fluido são captadas por invaginações da membrana e acabam por se
separar formando vesículas pinocíticas. Está associada, por exemplo, à absorção de líquidos ao nível de
células do intestino delgado.
Endocitose mediada por recetores: é semelhante à fagocitose mas, neste caso, a partícula a ser
endocitada liga-se a proteínas recetoras específicas concentradas em determinados locais da membrana
plasmática. Estes locais formam uma pequena depressão na membrana plasmática que está coberta por
uma proteína fibrosa. a clatrina.
Biologia – módulo A2 – Obtenção de matéria Página 2
Profª Leonor Vaz Pereira
Ingestão, digestão e absorção
Como os alimentos contêm, em regra, moléculas complexas, nos seres heterotróficos ocorre um
conjunto de processos de modo que os constituintes dos alimentos sejam simplificados para poderem ser
aproveitados a nível celular. Desse modo, após a ingestão, ou seja, a introdução dos alimentos no
organismo, essas moléculas experimentam uma digestão, processo de transformação das moléculas
complexas dos alimentos em substâncias mais simples, por reações de hidrólise, catalisadas por enzimas.
A absorção é a passagem do resultado da digestão (nutrientes simples) para o interior do nosso corpo
onde são transportados a todas a células.
Digestão intracelular: digestão dentro das células. As células englobam, muitas vezes, por endocitose,
partículas alimentares constituídas por moléculas complexas que não transpõem a membrana das vesículas
endocíticas. O retículo endoplasmático, o complexo de Golgi e os lisossomas têm um papel importante
neste tipo de digestão. Esta digestão ocorre dentro de vacúolos digestivos (vesículas endocíticas +
lisossomas).
Esta verifica-se em seres unicelulares e em certas células de seres multicelulares.
Digestão extracelular: digestão realizada no exterior das células. Pode ser realizada fora ou dentro do
corpo, intra ou extracorporal, respetivamente.
Ingestão
Digestão
Pode ocorrer
Intracelular Extracelular
Intracorporal Extracorporal
 O tubo digestivo pode ser incompleto, com uma única abertura, ou completo, com duas aberturas, a boca
e o ânus.
 A parede do intestino delgado contém vilosidades que melhoram a absorção dos nutrientes resultantes da
digestão.
Biologia – módulo A2 – Obtenção de matéria Página 3
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Obtenção de matéria pelos seres autotróficos
Ao nível da autotrofia, a fotossíntese é o principal processo, estando a maioria das formas vivas direta ou
indiretamente dependentes dela. Mas existem também organismos que utilizam a energia química para
fazer a síntese da matéria orgânica a partir da matéria mineral – quimiossíntese.
Nutrição autotrófica
Energia luminosa Energia química
Fotossíntese Quimiossíntese
Fotossíntese – realizada por organismos fotossintéticos que são seres fotoautotróficos.
Quimiossíntese – realizada por organismos quimiossintéticos que são seres quimioautotróficos.
ATP – fonte de energia nas células
A energia luminosa ou energia química não podem ser utilizadas diretamente pelas células. Parte dessa
energia é transferida para um composto, adenosina trifosfato (ATP), que constitui a fonte de energia
diretamente utilizável pelas células. As moléculas de ATP são a forma mais comum de circulação de
energia numa célula, pois podem ser facilmente hidrolisadas.
 Quando se dá a hidrólise de ATP a reação é exoenergética.
 Quando se dá a fosforilação de ADP a reação é endoenergética.
Gasta ATP Liberta energia
Fosforilação Hidrólise
A célula não possui armazenadas grandes quantidades de ATP. As transferências energéticas a nível celular
dependem essencialmente do ciclo ADP ATP .
Na fotossíntese e na quimiossíntese, a produção de moléculas de ATP é fundamental para a produção de
compostos orgânicos.
Fotossíntese
Nas plantas superiores as folhas são os órgãos fotossintéticos mais importantes. Em termos globais a
fotossíntese pode ser traduzida da seguinte forma:
A água e o dióxido de carbono são captados do meio e a luz é absorvida pelas clorofilas. O oxigénio e as
substâncias orgânicas sintetizadas têm uma importância fundamental não só na manutenção e
desenvolvimento dos produtores mas também nos restantes componentes dos ecossistemas.
A glicose produzida pela fotossíntese pode ser polimerizada em glícidos mais complexos, principalmente o
amido.
ATP
Energia de reações exoenergéticas Energia para reações endoenergéticas
6CO2+12H2O luz solar e clorofilas
C6H12O6+6O2+6H2O
Biologia – módulo A2 – Obtenção de matéria Página 4
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Cloroplasto - organelo celular
delimitado por uma dupla membrana de
constituição básica idêntica à da
membrana celular. Internamente possui
sáculos, os tilacóides, que formam
estruturas empilhadas. É na membrana
dos tilacóides que se localizam os
pigmentos fotossintéticos. Os tilacóides
estão mergulhados num material
indiferenciado, o estroma, onde podem
existir partículas de amido e gotículas
lipídicas
 Os pigmentos fotossintéticos, moléculas capazes de absorver radiações luminosas são essenciais
para o processo fotossintético.
Pigmentos fotossintéticos da planta Cor
Clorofilas
B Vermelha - amarelada
A Verde intensa
Carotenóides
Xantofilas Amarela
Carotenos Laranja
Firobilinas
Ficoeritrinas Vermelho
Ficocianinas Azul
São as clorofilas que dão cor verde característica à maioria das folhas, mascarando a cor dos outros
pigmentos que existem em menor quantidade.
Captação da energia luminosa
A energia emitida pelo Sol engloba um largo espectro de radiações com características diferentes.
Quanto mais longo for o comprimento de onda, menor é a quantidade de energia.
Biologia – módulo A2 – Obtenção de matéria Página 5
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Qual a importância das diferentes radiações da luz visível na fotossíntese?
Experiência de Engelmann
As clorofilas absorvem, principalmente, as radiações do espectro visível de comprimento de onda
correspondente ao azul-violeta e vermelho-alaranjado. As radiações com comprimentos de onda
correspondentes à zona verde do espectro não são absorvidas, são refletidas, daí vermos as folhas com
cor verde.
A experiência de Engelmann permitiu estabelecer relações entre as radiações do espectro de absorção e a
eficácia da fotossíntese.
Assim, Engelmann observou que as bactérias utilizadas se aglomeravam mais densamente junto das zonas
que recebiam radiações correspondentes às faixas vermelho-alaranjadas e azul-violeta. Essa distribuição
evidencia que nessas zonas há maior libertação de oxigénio, já que estas são bactérias aeróbias – que
utilizam, na sua respiração, o oxigénio. Sendo o oxigénio um dos produtos da fotossíntese, a sua libertação
em maior ou menor quantidade revela a maior ou menor intensidade fotossintética.
Pode assim ser estabelecida uma relação entre a intensidade da fotossíntese e o tipo de radiações
absorvidas pelos pigmentos fotossintéticos.
Espectro de ação da fotossíntese
representa a eficiência
fotossintética em função do
comprimento de onda das
radiações absorvidas.
Actualmente admite-se que a fotossíntese compreende duas fases sucessivas, estreitamente ligadas:
 Fase fotoquímica, cujas reações dependem diretamente da luz;
 Fase química, não depende diretamente da luz.
Biologia – módulo A2 – Obtenção de matéria Página 6
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Fase fotoquímica (luminosa – tilacoides)
 Absorção de energia luminosa pelos pigmentos fotossintéticos (clorofilas);
 Excitação da clorofila;
 Fotólise da água (oxidação da água);
 Fluxo de eletrões;
 Fotofoforilação (forma-se o ATP);
 Redução do T a TH2;
 Libertação de oxigénio.
Fase química (escura – estroma)
 Ocorre o ciclo de Calvin;
 Incorporação do CO2;
 Utilização do TH2 e do ADP para a redução de CO2 e produçao de compostos orgânicos
intermédios;
 Formação do PGAL (aldeído fosfoglicérido);
 Transformação do PGAL em glicose;
 Regeneração do RuP (ribulose fosfato) a partir do PGAL;
 Transformação do RuP em RuDIP (ribulose difosfato)
A fotossíntese é um conjunto de reações em que há transferências de eletrões. Há substâncias que
recebem eletrões, sofrendo redução e ficando reduzidas. Há outras substâncias que cedem eletrões,
sofrendo oxidação e ficando oxidadas.
Quimiossíntese
Além da fotossíntese existe também a quimiossíntese, um outro processo de autotrofia, em que outros
seres vivos conseguem reduzir o CO2 sem utilizar a energia luminosa.
1ª Fase
2ªFase
CO2
Os seres quimiossintéticos produzem os compostos orgânicos tendo, como fonte de carbono, tal como os
seres fotossintéticos, o CO2. Porém, a fonte de eletrões não é a água mas sim as substâncias, como o
sulfureto de hidrogénio.
Podem distinguir-se duas fases:
 Na primeira, ocorrem reacções de oxirredução que permitem a produção de moléculas de alto
poder redutor (TH2) e também a mobilização de energia que permite a síntese de moléculas de
ATP. É o substrato inicial que, por oxidação, fornece os electrões e os protões para a redução de
moléculas aceptoras, tal como na fotossíntese.
 A segunda fase é idêntica á fase química da fotossíntese. Formam-se compostos orgânicos a partir
do CO2 captado do exterior, intervindo no processo substâncias formadas na primeira fase,
moléculas de TH2 como dadores de hidrogénios e ATP como fonte de energia.
Substrato reduzido Substrato oxidado
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  • 1. Biologia – módulo A2 – Obtenção de matéria Página 1 Profª Leonor Vaz Pereira BIOLOGIA – Módulo A2 – Obtenção de Matéria Autotrofia versus Heterotrofia Transporte em quantidade As células podem transferir para o seu interior ou libertar para o exterior macromoléculas tais com proteínas ou conjuntos de partículas de dimensões variadas. Exocitose: transporte de material para o exterior da célula. As vesículas contendo macromoléculas movem-se até à membrana. Efetua-se assim a fusão da membrana da vesícula com a membrana celular e o conteúdo da vesícula liberta-se o meio extracelular. Endocitose: transporte de material para o interior da célula. O material é transportado através de invaginações da membrana. Essas invaginações progridem para o interior e separam-se da membrana, constituindo vesículas endocíticas. Fagocitose: o material alimentar é englobado por pseudópodes, prolongamentos emitidos pela célula, formando uma vesícula fagocítica. Está associada ao processo de digestão em muitos seres vivos unicelulares e ainda à atividade de células do sistema imunitário (defesa) de muitos animais. Pinocitose: pequenas gotas de fluido são captadas por invaginações da membrana e acabam por se separar formando vesículas pinocíticas. Está associada, por exemplo, à absorção de líquidos ao nível de células do intestino delgado. Endocitose mediada por recetores: é semelhante à fagocitose mas, neste caso, a partícula a ser endocitada liga-se a proteínas recetoras específicas concentradas em determinados locais da membrana plasmática. Estes locais formam uma pequena depressão na membrana plasmática que está coberta por uma proteína fibrosa. a clatrina.
  • 2. Biologia – módulo A2 – Obtenção de matéria Página 2 Profª Leonor Vaz Pereira Ingestão, digestão e absorção Como os alimentos contêm, em regra, moléculas complexas, nos seres heterotróficos ocorre um conjunto de processos de modo que os constituintes dos alimentos sejam simplificados para poderem ser aproveitados a nível celular. Desse modo, após a ingestão, ou seja, a introdução dos alimentos no organismo, essas moléculas experimentam uma digestão, processo de transformação das moléculas complexas dos alimentos em substâncias mais simples, por reações de hidrólise, catalisadas por enzimas. A absorção é a passagem do resultado da digestão (nutrientes simples) para o interior do nosso corpo onde são transportados a todas a células. Digestão intracelular: digestão dentro das células. As células englobam, muitas vezes, por endocitose, partículas alimentares constituídas por moléculas complexas que não transpõem a membrana das vesículas endocíticas. O retículo endoplasmático, o complexo de Golgi e os lisossomas têm um papel importante neste tipo de digestão. Esta digestão ocorre dentro de vacúolos digestivos (vesículas endocíticas + lisossomas). Esta verifica-se em seres unicelulares e em certas células de seres multicelulares. Digestão extracelular: digestão realizada no exterior das células. Pode ser realizada fora ou dentro do corpo, intra ou extracorporal, respetivamente. Ingestão Digestão Pode ocorrer Intracelular Extracelular Intracorporal Extracorporal  O tubo digestivo pode ser incompleto, com uma única abertura, ou completo, com duas aberturas, a boca e o ânus.  A parede do intestino delgado contém vilosidades que melhoram a absorção dos nutrientes resultantes da digestão.
  • 3. Biologia – módulo A2 – Obtenção de matéria Página 3 Profª Leonor Vaz Pereira Obtenção de matéria pelos seres autotróficos Ao nível da autotrofia, a fotossíntese é o principal processo, estando a maioria das formas vivas direta ou indiretamente dependentes dela. Mas existem também organismos que utilizam a energia química para fazer a síntese da matéria orgânica a partir da matéria mineral – quimiossíntese. Nutrição autotrófica Energia luminosa Energia química Fotossíntese Quimiossíntese Fotossíntese – realizada por organismos fotossintéticos que são seres fotoautotróficos. Quimiossíntese – realizada por organismos quimiossintéticos que são seres quimioautotróficos. ATP – fonte de energia nas células A energia luminosa ou energia química não podem ser utilizadas diretamente pelas células. Parte dessa energia é transferida para um composto, adenosina trifosfato (ATP), que constitui a fonte de energia diretamente utilizável pelas células. As moléculas de ATP são a forma mais comum de circulação de energia numa célula, pois podem ser facilmente hidrolisadas.  Quando se dá a hidrólise de ATP a reação é exoenergética.  Quando se dá a fosforilação de ADP a reação é endoenergética. Gasta ATP Liberta energia Fosforilação Hidrólise A célula não possui armazenadas grandes quantidades de ATP. As transferências energéticas a nível celular dependem essencialmente do ciclo ADP ATP . Na fotossíntese e na quimiossíntese, a produção de moléculas de ATP é fundamental para a produção de compostos orgânicos. Fotossíntese Nas plantas superiores as folhas são os órgãos fotossintéticos mais importantes. Em termos globais a fotossíntese pode ser traduzida da seguinte forma: A água e o dióxido de carbono são captados do meio e a luz é absorvida pelas clorofilas. O oxigénio e as substâncias orgânicas sintetizadas têm uma importância fundamental não só na manutenção e desenvolvimento dos produtores mas também nos restantes componentes dos ecossistemas. A glicose produzida pela fotossíntese pode ser polimerizada em glícidos mais complexos, principalmente o amido. ATP Energia de reações exoenergéticas Energia para reações endoenergéticas 6CO2+12H2O luz solar e clorofilas C6H12O6+6O2+6H2O
  • 4. Biologia – módulo A2 – Obtenção de matéria Página 4 Profª Leonor Vaz Pereira Cloroplasto - organelo celular delimitado por uma dupla membrana de constituição básica idêntica à da membrana celular. Internamente possui sáculos, os tilacóides, que formam estruturas empilhadas. É na membrana dos tilacóides que se localizam os pigmentos fotossintéticos. Os tilacóides estão mergulhados num material indiferenciado, o estroma, onde podem existir partículas de amido e gotículas lipídicas  Os pigmentos fotossintéticos, moléculas capazes de absorver radiações luminosas são essenciais para o processo fotossintético. Pigmentos fotossintéticos da planta Cor Clorofilas B Vermelha - amarelada A Verde intensa Carotenóides Xantofilas Amarela Carotenos Laranja Firobilinas Ficoeritrinas Vermelho Ficocianinas Azul São as clorofilas que dão cor verde característica à maioria das folhas, mascarando a cor dos outros pigmentos que existem em menor quantidade. Captação da energia luminosa A energia emitida pelo Sol engloba um largo espectro de radiações com características diferentes. Quanto mais longo for o comprimento de onda, menor é a quantidade de energia.
  • 5. Biologia – módulo A2 – Obtenção de matéria Página 5 Profª Leonor Vaz Pereira Qual a importância das diferentes radiações da luz visível na fotossíntese? Experiência de Engelmann As clorofilas absorvem, principalmente, as radiações do espectro visível de comprimento de onda correspondente ao azul-violeta e vermelho-alaranjado. As radiações com comprimentos de onda correspondentes à zona verde do espectro não são absorvidas, são refletidas, daí vermos as folhas com cor verde. A experiência de Engelmann permitiu estabelecer relações entre as radiações do espectro de absorção e a eficácia da fotossíntese. Assim, Engelmann observou que as bactérias utilizadas se aglomeravam mais densamente junto das zonas que recebiam radiações correspondentes às faixas vermelho-alaranjadas e azul-violeta. Essa distribuição evidencia que nessas zonas há maior libertação de oxigénio, já que estas são bactérias aeróbias – que utilizam, na sua respiração, o oxigénio. Sendo o oxigénio um dos produtos da fotossíntese, a sua libertação em maior ou menor quantidade revela a maior ou menor intensidade fotossintética. Pode assim ser estabelecida uma relação entre a intensidade da fotossíntese e o tipo de radiações absorvidas pelos pigmentos fotossintéticos. Espectro de ação da fotossíntese representa a eficiência fotossintética em função do comprimento de onda das radiações absorvidas. Actualmente admite-se que a fotossíntese compreende duas fases sucessivas, estreitamente ligadas:  Fase fotoquímica, cujas reações dependem diretamente da luz;  Fase química, não depende diretamente da luz.
  • 6. Biologia – módulo A2 – Obtenção de matéria Página 6 Profª Leonor Vaz Pereira Fase fotoquímica (luminosa – tilacoides)  Absorção de energia luminosa pelos pigmentos fotossintéticos (clorofilas);  Excitação da clorofila;  Fotólise da água (oxidação da água);  Fluxo de eletrões;  Fotofoforilação (forma-se o ATP);  Redução do T a TH2;  Libertação de oxigénio. Fase química (escura – estroma)  Ocorre o ciclo de Calvin;  Incorporação do CO2;  Utilização do TH2 e do ADP para a redução de CO2 e produçao de compostos orgânicos intermédios;  Formação do PGAL (aldeído fosfoglicérido);  Transformação do PGAL em glicose;  Regeneração do RuP (ribulose fosfato) a partir do PGAL;  Transformação do RuP em RuDIP (ribulose difosfato) A fotossíntese é um conjunto de reações em que há transferências de eletrões. Há substâncias que recebem eletrões, sofrendo redução e ficando reduzidas. Há outras substâncias que cedem eletrões, sofrendo oxidação e ficando oxidadas. Quimiossíntese Além da fotossíntese existe também a quimiossíntese, um outro processo de autotrofia, em que outros seres vivos conseguem reduzir o CO2 sem utilizar a energia luminosa. 1ª Fase 2ªFase CO2 Os seres quimiossintéticos produzem os compostos orgânicos tendo, como fonte de carbono, tal como os seres fotossintéticos, o CO2. Porém, a fonte de eletrões não é a água mas sim as substâncias, como o sulfureto de hidrogénio. Podem distinguir-se duas fases:  Na primeira, ocorrem reacções de oxirredução que permitem a produção de moléculas de alto poder redutor (TH2) e também a mobilização de energia que permite a síntese de moléculas de ATP. É o substrato inicial que, por oxidação, fornece os electrões e os protões para a redução de moléculas aceptoras, tal como na fotossíntese.  A segunda fase é idêntica á fase química da fotossíntese. Formam-se compostos orgânicos a partir do CO2 captado do exterior, intervindo no processo substâncias formadas na primeira fase, moléculas de TH2 como dadores de hidrogénios e ATP como fonte de energia. Substrato reduzido Substrato oxidado Aceptor de CO2 Compostos orgânicos