Video - Ciclo do carbono e propriedade dos materiais

Projeto Genoma Humano

Hidroponia - informações gerais

A palavra hidroponia vem do grego dos radicais gregos hydro = água e ponos = trabalho. Apesar de ser uma técnica relativamente muito antiga, o termo hidroponia só foi utilizado pela primeira vez pelo Dr. W. F. Gerke, em 1930.

A Hidroponia é um sistema de cultivo, dentro de estufas sem uso de solo. Os nutrientes que a planta precisa para desenvolvimento e produção são fornecidos somente por água enriquecida (solução nutritiva) com os elementos necessários: nitrogênio, potássio, fósforo, magnésio etc., dissolvidos na forma de sais. Basicamente qualquer água potável para consumo humano serve para hidroponia.

Existem diversos processos hidropônicos como: floating, aeroponia, NFT etc. O processo NFT (fluxo laminar de nutrientes) foi desenvolvido nos anos 70 pelo Dr. Alan Cooper. O processo NFT da HIDROGOOD elimina os antigos métodos de telha, plástico e brita e tubos de PVC e os substitui por um perfil de polipropileno totalmente atóxico, isento de metais pesados, que não contamina a planta e dá maior sustentação aos vegetais. É excelente!

COMO FUNCIONA?

As plantas são cultivadas em perfis específicos, 80 cm acima do solo, por onde circula uma solução nutritiva composta de água pura e de nutrientes dissolvidos de forma balanceada, de acordo com a necessidade de cada espécie vegetal. Esses perfis provêm o meio de sustentação para as plantas, sem necessidade de pedrinhas ou areia. A solução nutritiva tem um controle rigoroso para manter suas características. Periodicamente é feito um monitoramento do pH e da concentração de nutrientes, assim as plantas crescem sob as melhores condições possíveis.

Essa solução fica guardada em reservatórios e é bombeada para os perfis, conforme a necessidade, retornando para o mesmo reservatório. É o sistema de cultivo NFT (Nutrient Film Technique) -- fluxo laminar de nutrientes.

QUAIS AS VANTAGENS DA HIDROPONIA?

O produto final cultivado em hidroponia é de qualidade superior, com aproveitamento total, pois é cultivado em estufa protegida e limpa, livre das variações do clima, dos insetos, animais e outros parasitas que vivem no solo. Na hidroponia os nutrientes são balanceados diariamente, conforme a necessidade do cultivo, fazendo com que as plantas recebam durante todo seu ciclo de crescimento, as quantidades ideais de nutrientes.

O QUE SE PODE CULTIVAR POR HIDROPONIA?

Praticamente tudo. Hoje em dia a alface ainda é a mais cultivada, mas pode-se plantar brócoli, feijão-vagem, repolho, couve, salsa, melão, agrião, pepino, beringela, pimentão, tomate, arroz, morango, forrageiras para alimentação animal, mudas de árvores, plantas ornamentais, entre outras espécies.

QUAIS AS VANTAGENS PARA O CONSUMIDOR?

· As plantas não entram em contato com os contaminantes do solo como bactérias, fungos, lesmas, insetos e vermes.
· As plantas são mais saudáveis, pois crescem em ambiente controlado procurando atender as exigências da cultura.
· Todo produto hidropônico é vendido embalado, não entrando em contato direto com mãos, caixas, caminhões etc.
· Ataque de pragas e doenças é quase inexistente, diminuindo ou eliminando a aplicação de defensivos.
· Pela embalagem o consumidor pode identificar: marca, cidade da produção, nome do produtor ou responsável técnico, características do produto e telefone de contato.
· Os vegetais hidropônicos duram mais na geladeira e fora dela, pois permanecem com a raiz.

PRODUTOS HIDROPÔNICOS SÃO CAROS?

Para o consumidor ainda são um pouco mais caros que os tradicionalmente cultivados, mas a diferença é de apenas alguns centavos. A procura e aceitação pelo consumidor são cada vez maiores e os comerciantes já se preocupam em oferecer produtos hidropônicos.

QUAIS AS VANTAGENS PARA O PRODUTOR?

Este é um aspecto sobre o qual gostaríamos de chamar sua atenção. O produtor de cultivos hidropônicos trabalha com uma tecnologia moderna, limpa e com muitas vantagens, veja:
· Maiores higienização e controle da produção.
· A planta cresce mais saudável e, por estar longe, do solo menos sujeita a infestação de pragas
· A produção se faz durante todo o ano por ser um cultivo protegido
· Alta Produtividade: um único empregado pode cuidar de mais de 10.000 plantas. O custo de manutenção (empregado, água, luz, frete etc.) para o cultivo de alface, por exemplo, está em torno de R$ 0,15 por pé. A ergonometria é muito melhor, pois se trabalha em bancadas. O trabalho é mais leve e mais limpo.
· Não há desperdício de água e nutrientes. A economia de água em relação ao solo é de cerca de 70%
· A produtividade em relação ao solo aumenta em cerca de 30%
· O retorno do investimento se dá entre 6 e 8 meses
· Por ser colhida com raiz a sobrevida da planta hidropônica é muito maior que a da cortada no solo. Existem maiores qualidade e aceitação do produto.
· Estão eliminadas operações como: aração, gradeação, coveamento, capina, bem como a manutenção dos equipamentos utilizados para estas operações.
· A produtividade e a uniformidade da cultura são maiores.
· Redução de pulverizações.
· Pode ser realizada em qualquer local, mesmo onde o solo é ruim para a agricultura.
· Um projeto comercial de 3.400 pés de alface/mês requer apenas 140m2.
· Não há preocupação com a rotação de culturas e o replantio é imediato após a colheita.
· Independendo da terra pode ser implantado mais perto do centro consumidor

QUAIS AS PRINCIPAIS EXIGÊNCIAS E CONDIÇÕES?

Os custos iniciais não são elevados em se falando de equipamentos, e o retorno é imediato e a curto prazo. É necessário prevenir-se contra a falta de energia elétrica. Exige conhecimentos técnicos e de fisiologia vegetal. Uma planta doente pode contaminar toda a produção. Requer rotinas regulares e periódicas de trabalho.

Ciclos Biogeoquímicos - CICLO DO FOSFÓRO

Além da água, do carbono (C), do nitrogénio (N) e do oxigénio (O), também o fósforo (P) é importante para os seres vivos. Átomos desse elemento fazem parte, por exemplo, do material hereditário e das moléculas energéticas de ATP.

Em certos aspectos, o ciclo do fósforo é mais sim­ples que os ciclos do carbono e do nitrogénio, pois, como não há muitos compostos gasosos de fósforo, não há passagem de átomos desse elemento pela atmosfera. Outra razão para a simplicidade do ciclo do fósforo é a existência de apenas um composto de fósforo realmen­te importante para os seres vivos: o íon fosfato (P0^3-₄). As plantas obtêm fósforo do ambiente ao absorver fosfatos dissolvidos na água e no solo. Os animais obtêm fosfatos na água e no alimento.

Os processos de decomposição da matéria orgânica devolvem o fósforo ao solo ou à água. Daí, parte dele é levada pelas chuvas para os lagos e mares, onde aca­ba se incorporando às rochas. Nesse caso, o fósforo só retorna aos ecossistemas bem mais tarde, quando essas rochas se elevam em consequência de processos geológicos e, na superfície, são decompostas e transformadas em solo.

Assim, no ciclo do fósforo distinguem-se dois aspectos, relacionados a escalas de tempo bem diferentes. Uma parte dos átomos do fósforo é reciclada lo­calmente, entre o solo, plantas, consumidores e decompositores, em um tempo relativamente curto, que podemos chamar de ciclo de tempo ecológico. Outra parte do fósforo ambiental é sedimentada e incorpora­da às rochas; seu ciclo envolve um tempo muito mais longo; por isso, pode ser chamado de ciclo de tempo geológico. (Figura)

Ciclos Biogeoquímicos - CICLO DO NITROGÊNIO

A assimilação e a conversão do elemento químico nitrogênio em íons amônia e nitrato.

O nitrogênio é um elemento que entra na constituição de duas moléculas orgânicas extremamente importantes: as proteínas e os ácidos nucléicos. Embora esteja presente em grande porcentagem no ar atmosférico, na forma de N2, poucos são os organismos que o assimilam nessa forma. Apenas certas bactérias e algas cianofíceas podem retirá-lo do ar na forma de N2 e incorporá-lo às suas moléculas orgânicas.

Como conseqüência, os demais seres vivos dependem daqueles organismos para a fixação do nitrogênio ambiental. As bactérias que fixam o nitrogênio diretamente da atmosfera vivem próximo à superfície do solo. Ao morrer e ser degradadas, essas bactérias liberam seu nitrogênio no solo, na forma de moléculas de amônia. Outros tipos de bactérias transformam a amônia em nitratos e é, nessa forma, que as plantas absorvem o nitrogênio do solo, por meio de suas raízes.

Os herbívoros obterão nitrogênio ao comerem as plantas. Certas bactérias fixadoras de nitrogênio atmosférico, ao invés de viverem livres no solo, vivem no interior dos nódulos formados em raízes de plantas leguminosas, como a soja e o feijão. Ao fixarem o nitrogênio do ar, essas bactérias fornecem parte dele às plantas. A rotação de culturas é uma prática recomendável, porque as plantas leguminosas colocam em disponibilidade o nitrogênio para outras culturas. A devolução do nitrogênio à atmosfera, na forma de N2, é feita graças à ação de outras bactérias, chamadas denitrificantes. Elas podem transformar os nitratos do solo em N2, que volta à atmosfera, fechando o ciclo.

Ciclos Biogeoquímicos - CICLO DO OXIGÊNIO

O oxigênio é importante para os seres vivos nos processos energéticos, uma vez que atua na respiração como comburente.

Seu ciclo é estreitamente ligado ao do carbono por se combinar facilmente com esse elemento e por ter surgido na Terra graças à fotossíntese, que utiliza CO₂ como matéria prima. A principal evidência da origem biológica do O₂ é a ausência de minerais oxidados (óxidos de ferro) nas rochas sedimentares primitivas. O oxigênio atmosférico (reservatório utilizável pelos seres vivos) reage com os minerais do solo, oxidando-os; desta forma, fica indisponível aos seres vivos.

A grande fonte de O₂ atual não são os vegetais terrestres, mas as algas marinhas que produzem de 80 a 90% do oxigênio atmosférico.

Por ser muito reativo, o oxigênio encontra-se combinado com muitos elementos químicos. Além da oxidação, já comentada, ele reage consigo mesmo - na alta atmosfera, sob a ação dos raios ultravioleta - produzindo o ozônio (O₃). Com o processo de combustão de matéria orgânica e vulcanismo, ele combina-se com o carbono, formando CO₂.

Ciclos Biogeoquímicos - CICLO DO CARBONO

O carbono é um elemento fundamental na formação de compostos orgânicos, como proteínas, carboidratos e lipídeos que compõem 30% do corpo humano. Na Terra, uma grande quantidade de carbono está armazenada nas rochas sedimentares, na forma de carbonato de cálcio e magnésio ou de combustível fóssil (petróleo e carvão). A atividade industrial humana, crescente desde o século XVIII, tem introduzido carbono destas fontes no ciclo, o que não ocorre naturalmente. Um aspecto importante dessa ação poluidora é a de que a queima de combustíveis fósseis e de matéria orgânica produz o gás monóxido de carbono (CO). Ele é extremamente perigoso pois além de ser dificilmente perceptível - é inodoro e incolor -, reage com a hemoglobina do sangue formando um composto estável. Deste modo, a hemoglobina não consegue mais transportar oxigênio e a vítima pode morrer lentamente, asfixiada.

Entre os compartimentos do ciclo do carbono, são os oceanos que estocam em maiores quantidades; uma pequena parte na forma de gás carbônico dissolvido na água e, a maior parcela, na forma de íons carbonato e bicarbonato.

Mas é na atmosfera, como gás carbônico, que o carbono se apresenta disponível para ser utilizado pelos vegetais, na fotossíntese, e assim transformar-se em alimento para o resto da cadeia alimentar. Ele retorna para a atmosfera pelos processos de respiração, bem como pela combustão de matéria orgânica.

As florestas são as grandes fixadoras terrestres do carbono existente na atmosfera. Somente as florestas tropicais contêm cerca de 350 bilhões de toneladas de carbono, quase a metade do que possui a atmosfera, sendo que cada hectare retira da atmosfera, em média, 9 quilos de carbono por ano. No ambiente marinho o papel das florestas é desempenhado pelo fitoplâncton que, ademais, é responsável pelo processo conhecido como bomba biológica, pelo qual uma imensa quantidade de CO2 (cerca de 15% do carbono assimilado pelo fitoplâncton) é armazenada no fundo dos oceanos, já que a temperatura mais baixa e a densidade maior da água profunda impedem que se misture com as águas mais quentes das camadas superiores.

Emissão de Carbono na Atmosfera

O gás carbônico existente na atmosfera é essencialmente originado pelo processo de respiração (79%). Pode ser gerado ainda pela queima de material orgânicos, combustíveis fósseis (gasolina, querosene, óleo diesel, xisto, etc) ou não (álcool, óleos vegetais). Pode ainda ser resultado da atividade vulcânica.

Os solos ricos em matéria orgânica em decomposição (pântanos) apresentam grande concentração de CO2. O gás carbônico presente na atmosfera é importante componente do efeito estufa, um fenômeno atmosférico natural, que ocorre porque gases como o gás carbônico (CO2), vapor de água (H2O), metano (CH4), ozônio (O3) e óxido nitroso (N2O) são transparentes e deixam passar a luz solar em direção à superfície da Terra. Esses gases porém são praticamente impermeáveis ao calor emitido pela superfície terrestre aquecida (radiação terrestre). Esse fenômeno faz com que a atmosfera permaneça aquecida após o pôr-do-sol, resfriando-se lentamente durante a noite.

Em função dessa propriedade física, a temperatura média global do ar próximo à superfície é de 15 ºC. Na sua ausência, seria de 18 ºC abaixo de zero. Portanto, o efeito estufa é benéfico à vida no planeta Terra como hoje esta é conhecida. Desse modo, a questão preocupante é a intensificação do efeito estufa em relação aos níveis atuais. Quanto maior a concentração de gases estufa na atmosfera, maior será a capacidade de aprisionar a radiação terrestre (calor) e maior será a temperatura da Terra. O principal gás estufa é o vapor de água, porém sua concentração é muito variável no tempo e espaço. O CO2, segundo gás em importância, tem causado polêmica quanto à quantidade emitida e principais locais e fontes de emissão, além da necessidade de controle de emissões. Isso ocorre devido ao aumento de sua concentração na atmosfera (cerca de 0,5% ao ano) e seu tempo de vida na atmosfera, que é de até 200 anos. Como considera Cunha, 1997: "a necessidade de estabelecimento de protocolos de controle de emissões de gases estufa é incontestável, pois testar a hipótese do efeito estufa intensificado em um experimento com próprio Globo seria bastante arriscado.

Hoje, à indagação do que ocorrerá com o aquecimento global, caso não haja controle nas emissões dos gases de estufa, não tem como escapar do lugar comum: quem viver, verá!.

CICLOS BIOGEOQUÍMICOS

A MATÉRIA EM MOVIMENTO

A circulação de matéria, no ecossistema, possui uma diferença radical com a de energia. Enquanto que o fluxo de energia é unidirecional; o da matéria é cíclico, graças a ação dos decompositores que a torna disponível para os produtores. Tratam-se de substâncias químicas (nutrientes) indispensáveis à síntese de matéria orgânica e ao funcionamento do organismo. Como existem em quantidade limitada no ambiente, devem, portanto, ser reciclados; o que torna obrigatória a troca recíproca e permanente de elementos químicos entre os seres vivos (biocenose) e o meio ambiente (biótopo).

O movimento desses materiais pelo ecossistema é denominado ciclo biogeoquímico porque envolve compartimentos - que armazenam os materiais e o transferem para outros - de natureza biológica (seres vivos), e geológica (solo, atmosfera e mares), por onde passam substâncias químicas. São distinguidos em função do elemento (carbono, nitrogênio, oxigênio) ou substância (água) química que circula.

Entre os compartimentos que compõem o ciclo biogeoquímico, há um que armazena a maior quantidade de nutriente, sendo chamado de reservatório; que, via de regra, não é de natureza biológica.

Cada ciclo pode ser caracterizado pelo estoque (quantidade do nutriente existente em cada compartimento); pelo tipo de reservatório e pela taxa (velocidade) de movimento do nutriente entre dois compartimentos, chamada taxa de fluxo.

Há dois tipos de ciclos biogeoquímicos: sedimentar e gasoso. O sedimentar ou local, no qual o reservatório é a crosta terrestre e que ocorre dentro dos limites de um ecossistema, tendo âmbito local, como ocorre com o enxofre e o cálcio. O ciclo gasoso ou global tem como reservatório a atmosfera ou os mares e seu âmbito é amplo, envolvendo todo o planeta. Tal é o caso da água, carbono, nitrogênio e oxigênio.

O conhecimento da estrutura e dinâmica dos ciclos biogeoquímicos é de fundamental importância porque as atividades humanas introduzem nos ecossistemas, várias substâncias novas e com potencial efeito tóxico, que estabelecem padrões de ciclagem biogeoquímica, causando danos por onde passa. Outra conseqüência negativa da ação humana pode ser o bloqueio ou alteração dos ciclos biogeoquímicos naturais, tornando-os acíclicos. Com isso, há uma perda de recursos naturais deixando pobre os ecossistemas, ou mesmo, degenerando-os.

A recuperação de ciclos biogeoquímicos em processo de degeneração, que exige transformar processos acíclicos em cíclicos, é aspecto prático de capital importância na Ecologia moderna.

Ciclos Biogeoquímicos - CICLO DA ÁGUA

A água é o constituinte orgânico mais abundante nos seres vivos e, por isso, o mais essencial para a manutenção da vida. A própria biomassa dos ecossistemas é proporcional ao índice pluviométrico.

Há muito mais água associada aos minerais das camadas geológicas mais profundas - e, portanto, indispensáveis aos seres vivos - do que no ciclo da água (ou ciclo hidrológico). Desta, 97% está no reservatório (os oceanos). O reservatório de água doce são as geleiras, que possuem 77% dela.

O ciclo da água consiste na evaporação, formação de nuvens e precipitação sob a forma líquida (chuva, orvalho, nevoeiro) ou sólida (neve, granizo).

A presença da vegetação atua mantendo a umidade atmosférica, regulando as chuvas e protegendo o solo da erosão. Já nas cidades e áreas desmatadas ocorre o fenômeno inverso. Além disso, estando o solo impermeabilizado (pela cobertura de asfaltos e construções), a água da chuva é rapidamente escoada e perdida para os rios. As atividades humanas são, agora, capazes de causar impactos significativos sobre o ciclo da água.

O principal deles é a retirada da água dos rios e lagos para consumo humano - que seguiria para os oceanos. Estima-se que para o fim do século XX, 75% dessa água seja retirada, nos EUA. A conseqüência imediata disso seria uma maior taxa de evaporação continental e, em decorrência, um aumento sensível nas chuvas sobre áreas continentais.

Origem da Fotossínte

A fotossíntese é o processo pelo qual um organismo fabrica o próprio alimento, utilizando água, gás carbônico e luz como reagentes, e obtendo açúcar, oxigênio e energia como produtos da reação.

Equação da fotossíntese:

12 H₂O + 6 CO₂ + LUZ - > C₆H₁₂O₆ + 6 O₂ + 6 H₂O

O aparecimento da fotossíntese na formação da vida foi um acontecimento extremamente importante.

A fotossíntese realizada no início da evolução poderia ser diferente da realizada atualmente, pois no lugar da água os organismos utilizavam o sulfeto de hidrogênio. Essa hipótese foi cogitada por causa da existência de algumas bactérias que realizam esse processo. Essas bactérias são chamadas de sulfobactérias.

12 H₂O + 6 CO₂ + LUZ -> C₆H₁₂O₆ + 6 O₂ + 6 H₂O

Note que a equação é muito semelhante à da fotossíntese, com a formação da mesma quantidade de água e mesmo açúcar. No lugar da formação do gás oxigênio (O2) há formação de enxofre (S2), composto muito abundante na atmosfera primitiva.

A partir desse processo começaram surgir organismos que utilizavam água na fotossíntese, no lugar do gás sulfídrico(H₂O). Com essa substituição, o gás oxigênio começou a ser formado e fazer parte da constituição gasosa da atmosfera. Esse tipo de fotossíntese era muito viável graças à grande quantidade de água disponível na Terra.

Como os reagentes desse processo eram bem abundantes, essas bactérias se multiplicaram muito rapidamente. E com isso o oxigênio passou a ter uma composição muito significativa na atmosfera.

O oxigênio possui um poder oxidativo muito grande, e o aumento de sua quantidade na atmosfera causou um grande impacto ambiental, oxidando compostos, originando minérios, degradando várias substâncias e causando a morte de muitos seres vivos na época.

O processo de aparecimento do gás oxigênio deu origem ao processo de respiração aeróbica.

Conhecendo a Biologia

O Símbolo do Biólogo

“O óvulo estilizado, sendo fecundado, determina o princípio da vida.

O óvulo tem o formato do planeta Terra e também lembra folhas, sugerindo a importância do verde”

O Símbolo do Biólogo foi alterado em 2008, para o símbolo apresentado à direita do site.

O Juramento do Biólogo

“Juro pela minha fé e pela minha honra e de acordo com os princípios éticos do Biólogo, exercer as minhas atividades profissionais com honestidade, em defesa da vida estimulando o desenvolvimento Científico, Tecnológico e Humanístico com justiça e paz”
Instituído pela Resolução 03/1997 do CFBio.

Dia do Biólogo

A profissão de Biólogo foi regulamentada no Brasil pela Lei número 6.684 de 3 de setembro de 1979. Devido à profissão ter sido regulamentada em um 3 de setembro, instituiu-se este o Dia do Biólogo.

Cor Da Profissão Do Biológo

AZUL - sem uma tonalidade específica.

Tipo da Pedra

ÁGUA MARINHA - Qualquer uma das suas várias tonalidades.

Respiração Celular - aeróbica e anaeróbica

A respiração celular é um fenômeno que consiste basicamente no processo de extração de energia química acumulada nas moléculas de substâncias orgânicas diversas, tais como carboidratos e lipídios. Nesse processo, verifica-se a oxidação ou " queima " de compostos orgânicos de alto teor energético, como gás carbônico e água, além da liberação de energia, que é utilizada para que possam ocorrer as diversas formas de vida celular.

Importância da respiração celular

Nos organismos aeróbicos, a equação é simplificada da respiração celular pode ser assim representada:

C₆H₁₂O₆ + O₂ -> 6 CO₂ + 6 H₂O + energia

A respiração é um fenômeno de fundamental importância para o trabalho celular e, portanto, para manutenção de vida num organismo. Na fotossíntese depende da presença de luz solar para que possa ocorrer. Já na respiração celular, inclusive nas plantas, é processada tanto no claro como no escuro, ocorre em todos os momentos da vida de organismo e é realizada por todas as células vivas que o constituem. Se o mecanismo respiratório for paralisado num indivíduo, suas células deixam de dispor de energia necessária para o desempenho de suas funções vitais; inicia-se, então, um processo de desorganização da matéria viva, o que acarreta a morte do indivíduo.

Na respiração, grande parte da energia química liberada durante oxidação do material orgânico se transforma em calor. Essa produção de calor contribui para a manutenção de uma temperatura corpórea em níveis compatíveis com a vida, compensando o calor que normalmente um organismo cede para o ambiente, sobretudo nos dias de frio. Isso e verifica principalmente em aves e mamíferos; em outros grupos, como os anfíbios e os repteis, o organismo é aquecido basicamente através de fontes externas de calor, quando, por exemplo, o animal se põe ao sol.

Tipos de respiração

Já vimos que nos seres vivos a energia química dos alimentos pode ou não ser extraída com a utilização do gás oxigênio. No primeiro caso, a respiração é chamada aeróbica. No segundo, anaeróbica.

Respiração Aeróbica

A respiração aeróbica se desenvolve sobretudo nas mitocôndrias, organelas citoplasmáticas que atuam como verdadeiras " usinas " de energia.

C₆H₁₂O₆ + O₂ -> 6 CO₂ + 6 H₂O + energia

Nessa equação, verifica-se que a molécula de glicose (C₆H₁₂O₆) é " desmontada " de maneira a originar substâncias relativamente mais simples (CO₂ e H₂O). A " desmontagem " da glicose, entretanto, não pode ser efetuada de forma repentina, uma vez que a energia liberada seria muito intensa e comprometeria a vida da célula. É preciso, portanto, que a glicose seja " desmontada " gradativamente. Assim, a respiração aeróbica compreende, basicamente, três fases: glicólise, ciclo de Krebs e cadeia respiratória.

Glicólise

Glicólise significa " quebra " da glicose. Nesse processo, a glicose converte-se em duas moléculas de um ácido orgânico dotado de 3 carbonos, denominado ácido pirúvico (C₃H₄O₃). Para a ser ativada e tornar-se reativa a célula consome 2 ATP (armazena energia química extraída dos alimentos distribuindo de acordo com a necessidade da célula). No entanto, a energia química liberada no rompimento das ligações químicas da glicose permite a síntese de 4 ATP. Portanto, a glicólise apresenta um saldo energético positivo de 2 ATP.

Na conversão da glicose em ácido pivúrico, verifica-se a ação de enzimas denominadas desidrogenases, responsáveis, como o próprio nome diz, pela retirada de hidrogênios. Nesse processo, os hidrogênios são retirados da glicose e transferidos a dois receptores denominados NAD (nicotinamida adenina dinucleotídio). Cada NAD captura 2 hidrogênios. Logo, formam-se 2 NADH₂.

Obs: A glicólise é um fenômeno que ocorre no hialoplasma, sem a participação do O₂.

Ciclo de Krebs

O ácido pivúrico, formado no hialoplasma durante a glicose, penetra na mitocôndria, onde perde CO₂, através da ação de enzimas denominadas descarboxilases. O ácido pivúrico então converte-se em aldeído acético.

O aldeído acético, pouco reativo, combina-se com uma substância chamada coenzima A (COA), originando a acetil-coenzima A (acetil-COA), que é reativa. Esta, por sua vez combina com um composto. Nesse momento inicia-se o ciclo de Krebs, fenômeno biológico ocorrido na matriz mitocondrial.

Da reação da acetil-CoA, ocorrem series de desidrogênações e descarboxilações até originar uma nova molécula de ácido oxalacético, definido um ciclo de reações, que constitui o ciclo de Krebs.

Cadeia respiratória

Essa fase ocorre nas cristas mitocondriais. Os hidrogênios retirados da glicose e presentes nas moléculas de FADH₂ e NADH₂ são transportados até o oxigênio, formando água. Dessa maneira, na cadeia respiratória o NAD e o FAD funcionam como transportadores de hidrogênios.

Na cadeia respiratória, verifica-se também a participação de citocromos, que tem papel de transportar elétrons dos hidrogênios. À medida que os elétrons passam pela cadeia de citocromos, liberam energia gradativamente. Essa energia é empregada na síntese de ATP.

Depois de muitos cálculos..., podemos dizer que o processo respiratório aeróbico pode, então, ser equacionado assim:

C₆H₁₂O₆ + 6 O₂ -> CO₂ + 6 H₂O + 38 ATP

Respiração anaeróbica

O processo de extração de energia de compostos sem utilização de oxigênio (O₂) é denominado respiração anaeróbica. Alguns organismos, como o bacilo de tétano, por exemplo, têm na respiração anaeróbica o único método de obtenção de energia – são os chamados anaeróbicos estritos ou obrigatórios. Outros como os levedos de cerveja, podem realizar respiração aeróbica ou anaeróbica, de acordo com a presença ou não de oxigênio – são por isso chamados de anaeróbicos facultativos.

Na respiração aeróbica, o O₂ funciona como aceptor final de hidrogênios. Na respiração anaeróbica, também fica evidente a necessidade de algum aceptor de hidrogênios. Certas bactérias anaeróbicas utilizam nitratos, sulfatos ou carbonatos como aceptores finais de hidrogênios. Os casos em que os aceptores de hidrogênios são compostos orgânicos que se originam da glicólise. Esses tipos de respiração anaeróbica são chamados de fermentações.

Fermentação – rendimento energético inferior

Nos processos fermentativos, a glicose não é totalmente " desmontada ". Na verdade, a maior parte da energia química armazenada na glicose permanece nos compostos orgânicos que constituem os produtos finais da fermentação.

Há 2 tipos principais de fermentação: a alcoólica e a láctica. Ambas produzem 2 ATP no final do processo. Portanto, o processo fermentativo apresenta um rendimento energético bem inferior ao da respiração aeróbica, que produz 38 ATP.

A fermentação alcoólica

Na fermentação alcoólica, a glicose inicialmente sofre a glicólise, originando 2 moléculas de ácido pivúrico, 2 NADH₂ E um saldo energético positivo de 2 ATP, em seguida o ácido pivúrico é descarboxilado, originando aldeído acético e CO₂, sob a ação de enzimas denominadas descarboxilases. O aldeído acético, então, atua como receptor de hidrogênios do NADH₂ e se converte em álcool etílico.

A fermentação láctica

Na fermentação láctica, a glicose sofre glicólise exatamente como na fermentação alcoólica. Porém enquanto na fermentação alcoólica o aceptor de hidrogênios é o próprio aldeído acético, na fermentação láctica o aceptor de hidrogênios é o próprio ácido pirúvico, que se converte em ácido láctico. Portanto não havendo descarboxilação do ácido píruvico, não ocorre formação de CO₂.

Veja abaixo a equação simplificada da fermentação láctica:

C₆H₁₂O₆ -> 2C₃H₆O₃ + 2ATP

A fermentação láctica é realizada por microorganismos (certas bactérias, fungos e protozoários) e por certos animais.

As bactérias do gênero Lactobacillus são muito empregadas na fabricação de coalhadas, iogurtes e queijos. Elas promovem o desdobramento do açúcar do leite (lactose) em ácido láctico. O acúmulo de ácido láctico no leite torna-o " azedo ", indicando uma redução do pH. Esse fato provoca a precipitação das proteínas do leite, formado o coalho.

Perguntas e respostas

• Quais são os tipos de respiração celular ? R. Respiração aeróbica e respiração anaeróbica.

• O que significa glicólise? E onde ocorre este fenômeno? R. Glicólise significa quebra da glicose, e é ocorrida no hialoplasma.

• Defina respiração celular. R. A respiração celular é o fenômeno que consiste basicamente no processo de extração de energia química acumulada nas moléculas de substâncias orgânicas diversas, tais como carboidratos e lipídios.

• Em quantas fases a respiração aeróbica é dividida? Quais são elas? R. É dividida em 3 partes, Glicólise, Ciclo de Krebs e Cadeia respiratória.

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Mitose celular

CARACTERIZAÇÃO E IMPORTÂNCIA DO MOVIMENTO CTS

O movimento que ficou conhecido como Ciência, Tecnologia e Sociedade, ou CTS, inicia-se, nos anos 1970, com a conscientização sobre a crise ambiental e, na década seguinte, se afirma como tendência curricular na Educação em Ciências.

Esse movimento ganhou adeptos no mundo todo e foi-se incorporando como perspectiva curricular de modos variados, conforme se foi desenvolvendo o entendimento do seu significado.

Nas discussões e debates relacionados com as reformas educacionais, a perspectiva CTS tem sido sugerida como uma alternativa para organização curricular. Nos anos 1980, no âmbito desse movimento, apresentaram-se várias propostas voltadas a uma Educação em Ciências para todos os alunos, cidadãos de uma sociedade de base científica e tecnológica – entre outras, destacam-se, na Inglaterra, o Science in a Social Context (SISCON), projeto curricular desenvolvido por J. Solomon, e o Projeto Salters, ou Projeto 2061 , desenvolvido pela American Association for the Advancement of Science (AAAS) e cuja elaboração envolve cinco áreas – Ciências Biológicas e Médicas; Ciências Físicas e Engenharia; Ciências Sociais e do Comportamento; Matemática; Tecnologia.

Mais que um método ou uma abordagem de ensino, o CTS remete à reflexão sobre as razões de se ensinarem ciências num mundo cada vez mais permeado pela tecnologia, pelo acúmulo da produção de informações, pela rapidez com que estas são socializadas e descartadas, bem como pela participação dos cidadãos comuns em debates de interesse coletivo. Em outras palavras, a Ciência e a Tecnologia, assim como suas relações com a sociedade, saturam o dia-a-dia dos indivíduos na atualidade e impõem-se como formas de viver e pensar. Algumas vezes, as pessoas sentem-se maravilhadas com os desenvolvimentos em C&T; outras, mostram-se por elas ameaçadas.

Quem, por exemplo, não se encanta diante da possibilidade de desvendar os mistérios da vida ou da origem do universo? Ou não se deixa fascinar por tecnologias novas ou, mesmo, antigas – o vôo de um avião; as cirurgias pouco invasivas, feitas com auxílio de microcâmaras e de colas biológicas; o aquecimento e o cozimento em fornos de microondas; o avanço das técnicas de transplante de órgãos; as férias na praia sem danos à pele graças ao uso de protetores solares; o desenvolvimento de plásticos biodegradáveis; as tecnologias que põem o homem em contato com o mundo de modo quase instantâneo? Que outras tecnologias, não citadas acima, o(a) encantam? Como você se relaciona com as tecnologias em geral?

Por outro lado, muitos dos desenvolvimentos resultantes dos avanços da Ciência e da Tecnologia assustam, ainda, a humanidade – por exemplo, até que ponto a Medicina pode avançar no sentido de prolongar a vida? José Saramago, renomado romancista português, em As intermitências da morte, trata do cenário de uma sociedade em que não se morre e questiona os transtornos que o fim da morte implicaria. Você pode citar outras tecnologias que, na sua opinião, ameaçam a sociedade contemporânea?

Noutra perspectiva, muitos se sentem ameaçados, ainda, pelo consumismo que, hoje, diante de tantos produtos novos, continuamente em evolução, nunca permite ao ser humano se satisfazer – o novo computador, recém- adquirido, rapidamente se torna obsoleto; as mídias de comunicação (disco de vinil, CD, VHS, DVD, MP3, MP4, TV digital e outras), cada vez mais modernas, impedem, inclusive, que os indivíduos usufruam os bens de que dispõe num determinado momento. Pode-se, a propósito, perguntar: As bibliotecas eletrônicas preservam, de fato, o patrimônio cultural da humanidade? Como esse acervo eletrônico será acessado no futuro, se as ferramentas e artefatos para tanto ficam logo obsoletos? A par desse estranhamento, configura-se outro, ainda mais paradoxal: enquanto o homem controla um robô que explora a superfície de Marte, na Terra, em alguns países, milhares de seres humanos são privados de seus direitos mais elementares e morrem de fome e desnutrição. Que outros paradoxos lhe ocorrem ao ler este parágrafo?

A preocupação com a formação geral de todos os indivíduos para o exercício da cidadania tem levado à proposição de novos currículos, bem como de materiais didáticos mais atualizados, e à formação de uma nova consciência pedagógica dos docentes quanto ao ensino que praticam. Cidadania, nesse caso, é entendida como expressão dos direitos civis, econômicos e sociais das pessoas na sociedade.

O movimento CTS tem como primeiro desafio o de rever os objetivos e conteúdos da Educação em Ciências, assim como os métodos de ensino e a concepção de Ciências que fundamenta as práticas pedagógicas em sala de aula. Independentemente do grau de concordância sobre os diferentes sentidos atribuídos ao Ensino de Ciências, admite-se, hoje, que esse ensino caracteriza-se por sua importância central na formação dos educandos em geral. Entre outros propósitos da Educação em Ciências, na atualidade, Claxton (1991) enumera os seguintes:

* Promover um melhor desempenho econômico da sociedade.
* Fomentar pesquisas que visem a se constituir um melhor meio de explorar todo o potencial da natureza, sem causar danos e impactos ao Planeta.
* Possibilitar o engajamento de todos os estudantes, por prazer e entretenimento, no mundo da Ciência.
* Dar acesso ao conhecimento básico que permita a todos os cidadãos ter controle sobre a tecnologia de que fazem uso em sua vida.
* Aumentar a participação cidadã e responsável em debates cruciais, relacionados à Ciência, com os quais a sociedade se defronta.
* Rever os estereótipos sobre Ciência e cientistas que, favoráveis ou desfavoráveis, distorcem a participação das pessoas “comuns” em tais debates.
* Dar acesso às formas de pensamento científico, como ferramentas poderosas a serem usadas nas tomadas de decisão e na solução de problemas vivenciados pelas pessoas.
* Promover o acesso à Ciência como produto cultural.

Em síntese, a Ciência constitui a maior e a mais constante mudança que se verifica na cultura e acredita-se que, sem dominar os conhecimentos científicos, mesmo que os mais rudimentares, um indivíduo não pode ser considerado plenamente educado.

Segundo Santos (1999:168), os temas mais referidos, na literatura, devido ao seu forte impacto social e cultural no mundo contemporâneo, são:

* as tecnologias limpas e poluentes, de exploração do espaço, nucleares, de energias renováveis, de novos materiais, do laser e de armas químicas, da engenharia genética e da agricultura;
* a revolução na área da eletrônica e da informação;
* a redução da biodiversidade e a destruição de solos, florestas e da camada de ozônio;
* a definição da vida e da morte;
* os transplantes de órgãos;
* a Medicina Alternativa e a Medicina Acadêmica; e
* a saúde e a doença.

Outro projeto, denominado Science for Public Understanding, de Hunt e Millar (2000), também relaciona temas atuais e controversos, com o propósito de formar um entendimento público de Ciência e Tecnologia na sociedade. Entre outros temas, os autores destacam:

* doenças infecciosas;
* riscos para a saúde;
* Ética na Medicina;
* Medicina Alternativa – Homeopatia e outras;
* doenças genéticas;
* Engenharia Genética;
* superação de uma visão antropocêntrica de mundo;
* uso de combustíveis;
* fontes de energia elétrica;
* qualidade do ar;
* combustíveis e aquecimento global;
* fontes e efeitos da radiação; e
* superação da visão geocêntrica de universo.

Esses temas são comumente usados como contexto, como pretexto e como pré-texto para o ensino. Em todos eles, o que importa mesmo, é o poder transformar o ordinário em extraordinário (Lutfi, 1990), o conseguir ultrapassar o senso comum do olhar primeiro, ingênuo e não-problemático, sobre as coisas que cercam os indivíduos – é, enfim, o aprender Ciências para interagir melhor com o mundo (Chassot, 1995).

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Célula Informações Gerais

Resumo de Bioquimica Celular

AS USINAS VIVAS
Química e vida - À primeira vista, a noção que seres vivos são “máquinas químicas” constituídas por moléculas. Essas “máquinas” recebem outras moléculas do ambiente, transformando-as constantemente, e despejam no ambiente os resíduos. Enfim organismos vivos funcionam como verdadeiras usinas químicas, sendo essa atividade chamada de metabolismo.
A composição química das moléculas - Que substâncias compõe um organismo? Podemos, analisar quimicamente um pedaço de fígado de boi, triturado; verificaremos nele a presença de muitas substancias, como mostra a tabela
Água Lipídios
Sais minerais diversos Aminoácidos
Ácidos nucléicos
Carboidratos
Na tabela, que funciona como uma lista básica do que existe nos seres vivos, separamos as substâncias orgânicas e inorgânicas. As substâncias inorgânicas, são simples, de moléculas pequenas, e podem ser encontradas facilmente fora dos seres vivos. As substâncias orgânicas, são mais complexas e tem moléculas de tamanho maior, em que existem “fileiras” de átomos de carbono.
Freqüência das diversas substâncias - Carbono, hidrogênio, oxigênio e nitrogênio constituem aproximadamente 96% dos átomos da maior parte dos organismos. Esses elementos podem fazer parte das moléculas simples como água ( H²O ), ou então de moléculas complexas, como proteínas e ácidos nucléicos.
Em qualquer organismo a maior porcentagem é de água , em seguida pelas proteínas , nas células animais.
Água: Solvente por excelência - Por que a água é tão fundamental? Na verdade, ela é um dos melhores solventes que existem na natureza; em outras palavras, dissolve uma infinidade de tipos de substâncias. Grande parte das substâncias dos seres vivos fica, então, dissolvida na água. Todo transporte de substâncias tanto dentro das células e outras dependem assim da água. Alimentos, gases da respiração, excretas, tudo isso se difunde nesse líquido e é por ele carregado.
A água favorece a ocorrência de reações químicas. As moléculas nela dissolvidas ficam em constante movimento, podendo se “encontrar” e reagir quimicamente. O metabolismo depende sem dúvida da água. Em um nível de organismo, a água tem muita importância na manutenção da temperatura de animais e plantas terrestres.
Sais minerais: funções diversificadas
Os sais minerais são encontrados tanto nas células vivas quanto na natureza não-viva.
Dissolvidos em água sob forma de íons: na sua porcentagem modificam profundamente a permeabilidade, a viscosidade a capacidade de responder estímulos das células. Além disso: a concentração total dos íons minerais nos líquidos celulares tem relação com a entrada e saída de água na célula.
Imobilizados como componentes de estruturas esqueléticas: neste caso são pouco solúveis. É o caso dos esqueletos das cascas de ovos, das carapaças de insetos e caranguejos.

OS ÍONS E SUAS OBSERVAÇÕES
Íon
Sódio: Sua concentração na célula é sempre menor do que a externa. As membranas celulares expulsão constantemente o sódio que tende a penetrar na célula.
Potássio: Inversamente ao sódio, é mais abundante dentro das células do que fora delas. Sódio e potássio se relacionam com fenômenos de condução nervosa.
Cálcio: Necessário para ação de certas enzimas, como na coagulação, por exemplo.
Magnésio: Presente na clorofila, portanto necessário ao processo de fotossíntese.
Ferro: Presente na hemoglobina, que transporta o oxigênio. Fazem parte dos citocromos, substâncias importantes que participam do processo de respiração celular.
AÇÚCARES E GORDURAS
Os Carbroidratos: principalmente energia
Os Carbroidratos, moléculas orgânicas constituídas por carbono, hidrogênio e oxigênio, são as principais substâncias produzidas nas plantas durante o processo da fotossíntese. De modo geral, são utilizados pelas células como combustíveis.
Os monossacarídeos - Os monossacarídeos têm normalmente a fórmula Cn(H2O)n , onde n varia de 3 a 7. Assim nos monossacarídeos existe a proporção de um carbono para dois hidrogênios e para um oxigênio. Eles são classificados de acordo com o número de átomos, como mostra a tabela:
Tipos de monossacarídeos Fórmula

Trioses C3H6O3
Tetroses C4H8O4
Pentoses C5H10O5
Hexoses C6H12O6
Heptoses C7H14O7
Os oligossacarídeos e os polissacarídeos - Os oligossacarídeos são moléculas constituídas pela união de dois a dez monossacarídeos. Os monossacarídeos unem-se por uma reação em que ocorre saída de uma molécula de água por ligação (desidratação). Os oligossacarídeos mais importantes são os dissacarídeos, como a sacarose, lactose e a maltose. Os polissacarídeos são moléculas enormes, às vezes ramificadas, constituídas por numerosos monossacarídeos, como o amido e a celulose. Quando um animal ingere oligossacarídeos ou polissacarídeos, seu tubo digestivo tem a função de transformá-los em monossacarídeos. Se isto não ocorrer a absorção da parede do intestino não se efetua. Esta quebra de moléculas é chamada de Hidrólise, porque se faz adição de moléculas de água. Apesar de amido, celulose e glicogênio serem constituídos pelas mesmas unidades, a diferença entre eles se deve ao tipo de ligação entre a glicose e a conformação espacial das moléculas.
Os lipídeos: construção e reserva de energia - São substâncias muito abundantes em animais e vegetais. Compreendem os óleos , as gorduras, as ceras, os lipídeos compostos e finalmente os esteróides, que apesar de estruturalmente diferentes dos outros lipídios, ainda assim são considerados lipídios.
Lipídios simples - São sempre originados da reação entre um álcool e um ácido graxo. Nos óleos e gorduras, chamamos glicerídeos, o álcool é sempre o glicerol; nas ceras, o álcool é uma molécula de cadeia longa, e não glicerol.
Lipídios compostos - Na formação de um lipídio composto, além do ácido graxo e do álcool, entra uma substância adicional, como o fósforo. Esteróides - Os esteróides têm estrutura química bastante diferente do resto dos lipídios. São todos semelhantes à molécula do colesterol, da qual derivam. Além de componentes das membranas animais, funcionam como hormônios importantes no metabolismo animal.
Equação química da respiração

Conteúdo Programado 1º Bimestre

1° Bimestre

Eixo Temático Principal: Energia

Eixos associados: Biodiversidade, Materiais e Modelagem

Tema: Teia da vida

· Processos biológicos de obtenção de energia: fotossíntese e respiração e fermentação

o Analisar os processos de obtenção de energia pelos sistemas vivos - fotossíntese, respiração celular e fermentação

o Identificar os fatores ambientais que interferem nos processos de obtenção de energia

o Traçar o percurso dos produtos da fotossíntese em uma cadeia alimentar

· Interferência humana nos ciclos dos materiais

o Analisar a interferência humana no ciclo dos materiais, tais como gás carbônico, nitrogênio e oxigênio, provocando a degradação dos ambientes

Eixo Temático Principal Biodiversidade

Eixos Associados: Energia, Materiais e Modelagem

Tema: Linguagens da vida

· Organização celular

o Comparar a organização e o funcionamento de diferentes tipos de células estabelecendo identidade entre elas.

o Identificar a natureza do material hereditário em todos seres vivos, analisando sua estrutura química para avaliar a universalidade dessa molécula no mundo vivo.

o Estabelecer relação entre DNA, código genético, fabricação de proteínas e determinação das características dos organismos.

· Divisão celular

o Identificar a mitose como processo de produção de células idênticas

o Identificar a meiose como processo de produção de gametas nos animais e esporos nos vegetais