MÓDULO 1

ECOLOGIA

CAPÍTULO 1 - RELAÇÕES ECOLÓGICAS

1. INTRODUÇÃO

Nenhuma espécie de ser vivo é totalmente

independente,

uma vez que

direta ou

indiretamente

depende de

outras para

sobreviver.

Animais e plantas,

por exemplo, mantem diversas relações de

dependência entre si. Os animais de uma região (a

fauna) dependem da flora típica ali existente, nela

encontrados, por exemplo, abrigo, refúgio e

alimentos. Por outro lado, os vegetais da região (a

flora) também dependem da fauna. A polinização e a

dispersão de sementes são realizadas por insetos,

pássaros e outros animais. Também a ação predatória

e parasitária de muitos animais atua como fator

limitante ao desenvolvimento de muitas plantas.

Animais e plantas, por sua vez, também dependem

das condições físicas (temperatura, pressão

atmosférica, luminosidade, etc.) e químicas (pH do

solo, da água, concentração de determinadas

substâncias, etc.) do meio ambiente e podem, através

de determinadas atividades, interferir nessas

condições ambientais.

A ECOLOGIA (do grego oikos, casa, e logos,

estudo) é a parte da Biologia que estuda as relações

de interdependência dos seres vivos, bem como suas

relações com o meio ambiente.

2. RELAÇÕES ENTRE OS SERES VIVOS

As relações ecológicas dos seres vivos entre si são

classificadas em:

• Intraespecíficas: estabelecidas entre seres de uma

mesma espécie.

• Interespecíficas: estabelecidas entre seres de

espécies diferentes.

Esses dois tipos de relação podem ser:

• Harmônica: são aquelas onde não há nenhum tipo

de prejuízo para os organismos.

• Desarmônica: pelo menos um dos organismos

associados é prejudicado.

A tabela a seguir mostra as principais relações que

os seres vivos podem estabelecer entre si.

Relações

Intraespecíficas

Harmônica Colônia

Sociedade

Desarmônica Canibalismo

Competição

Relações

Interespecíficas

Harmônica

Mutualismo

Protocooperação

Comensalismo

Inquilinismo

Desarmônica

Predatismo

Parasitismo

Competição

Amensalismo

Esclavagismo

COLÔNIAS

São relações harmônicas entre indivíduos da

mesma espécie, unidos fisicamente entre si ou por

meio de formações especiais. Vivendo sempre juntos,

eles conseguem se proteger melhor ou obter alimento

mais facilmente.

Exemplos: corais, caravelas, bactérias

SOCIEDADES

Cooperação entre indivíduos da mesma espécie

em que há divisão do trabalho, mantendo-se todos

anatomicamente separados. Cada um contribui de

alguma maneira para o bem estar e o

desenvolvimento do outro.

Exemplos: colméia (sociedade de abelhas),

formigueiro, cupinzeiro, etc.

CANIBALISMO

Relação na qual um indivíduo mata o outro da

mesma espécie para ele se alimentar. É mais

frequente na natureza, quando há restrições de

espaço e de alimento.

Exemplos: entre peixes é comum os adultos

atacarem e comerem seus próprios filhotes. O Louva-

a-deus e algumas espécies de aranhas é comum a

fêmea matar e devorar o macho após a cópula.

COMPETIÇÃO INTRAESPECÍFICA

Consiste numa disputa entre indivíduos de uma

mesma espécie pelos mesmos fatores. Essa disputa

pode ser: por território, ou abrigo, por alimento e

pelos parceiros de reprodução.

Exemplo: em muitas espécies de animais, por

ocasião da reprodução, os machos disputam as

fêmeas. Os perdedores afastam-se e o vencedor

forma um verdadeiro “harém”, encarregando-se da

perpetuação da espécie junto às suas fêmeas.

MUTUALISMO

Os participantes se beneficiam e mantém relação

de dependência.

Exemplo: liquens (associação de algas com fungo.

As algas fornecem aos fungos alimento e os fungos

retiram água e sais minerais do substrato e fornecem

as algas). Micorrizas (associações entre fungos e raízes

de plantas. Onde os fungos fornecem as plantas

nutrientes minerais, vindo da degradação de

substâncias orgânicas do solo e as plantas fornecem

parte da matéria orgânica produzida através da

fotossíntese). Bacteriorriza (associação de bactérias

do gênero Rhizobium com leguminosas. As bactérias

fixam N2 atmosférico, enriquecendo o solo com

nitratos que serão absorvidos pelas plantas, que por

sua

vez,

fornec

em

alimen

to as

bactéri

as).

Fig

ura 1 -

Micorriz

as

PROTOCOOPERAÇÃO

Associação entre duas espécies que também se

beneficiam mutuamente sem, entretanto, estabelecer

um grau de dependência obrigatório, como acontece

no mutualismo.

Exemplo: anêmona-do-mar e paguro (esse

crustáceo para se proteger contra predadores vive

dentro de concha vazia de gastrópodes, as anêmonas-

do-mar produzem substancias urticantes e necessitam

de um substrato para sua fixação. O paguro se

beneficia da proteção que o celenterado lhe dá, pois

afasta ou impede a aproximação dos predadores

naturais por causa das substancias urticantes que

produz e a anêmona-do-mar se beneficia da

locomoção, uma vez que passa a ser transportada

pelo paguro e, assim, amplia o seu território de

obtenção de alimento). Anu e gado (anu se alimenta

dos carrapatos, beneficiando o gado, que se livra dos

parasitas). Pássaro-palito e crocodilo (essa ave se

alimenta de “sanguessugas” que são encontradas

aderidas à mucosa bucal livrando o crocodilo dos

parasitas).

Paguro

Anêmona

Concha de gastrópode

Quando a planta é o alimento, costuma-se dar ao

predatismo o nome de herbivorismo. Exemplo: o

gado, que se alimenta de capim.

Existem ainda adaptações importantes para

predadores e presas, é o caso da camuflagem e o

mimetismo.

Figura 2 – Paguro e anêmona

COMENSALISMO

Associação entre indivíduos de espécies diferentes

na qual apenas uma das espécies é beneficiada, sem

haver prejuízos para a outra.

Exemplo: tubarão e os peixes-piloto que se

aproveitam dos restos dos alimentos capturados pelo

tubarão.

Figura 3 – Tubarão e peixe-piloto

INQUILINISMO

Relação na qual uma espécie procura abrigo

ou suporte no corpo de indivíduos de uma outra

espécie, sem prejudicá-la.

Exemplo: orquídeas que vivem sobre árvores,

falando-se nesse caso em epifitismo.

PREDATISMO

Relação em que indivíduos de uma espécie matam

outros de espécies diferentes para usá-los como

alimento. Os indivíduos beneficiados diretamente são

os predadores, enquanto as presas são aquelas que

são mortos e servem de alimento. Predador e presa

nunca são da mesma espécie.

Na camuflagem o organismo procura se confundir

com o meio físico do ambiente de modo a se tornar

menos visível. Exemplo: muitos animais possuem a cor

verde e, assim, camuflam em meio as folhagens onde

se escondem.

No mimetismo os indivíduos de uma espécie se

mostram acentuadamente semelhantes aos

indivíduos de outra espécie, levando vantagens com

essa semelhança. Exemplo: falsa-coral, cobra não

venenosa mas que se torna temida e respeitada por

outros animais por ser muito semelhante à coral

verdadeira.

PARASITISMO

O parasita vive no corpo de um individuo de outra

espécie, o hospedeiro, do qual retira alimento, via de

regra não matando a curto prazo seu hospedeiro. Os

parasitas podem ser classificados em ectoparasitas

(externos ao corpo do hospedeiro) e endoparasitas

(internos).

Exemplos: carrapatos e cravo da pele

(ectoparasitas animais); pulgões que sugam a seiva de

plantas, cipó-chumbo e erva-passarinho (ectoparasitas

de plantas); vírus, plasmódio e tripanossomo

(endoparasitas).

COMPETIÇÃO INTERESPECÍFICA

É uma disputa entre indivíduos de espécies

diferentes por algum fator (alimento, espaço, abrigo,

etc.).

Exemplos: corujas, cobras e gaviões que atacam

pequenos roedores, nesse caso, indivíduos de

espécies diferentes estão competindo pelo mesmo

alimento.

AMENSALISMO (ANTIBIOSE)

Relação em que indivíduos de uma espécie

eliminam substâncias no meio que prejudicam

(inibem) o crescimento ou a reprodução de outras

espécies com as quais convivam.

Exemplo: fenômeno da “maré vermelha”, resultante

da superpopulação de algas pirrófitas ou

dinoflageladas, essas algas liberam toxinas, que em

altas concentrações no meio, provocam a morte de

inúmeras outras espécies marinhas (peixes,

crustáceos, moluscos, etc.).

ESCLAVAGISMO (SINFILIA)

Relação em que uma espécie beneficia-se do

trabalho de outra, que é prejudicada.

Exemplo: pássaros que botam os ovos no ninho

de outra espécie, as vezes jogando fora os ovos do

“dono da casa”. A espécie “escrava” passa a chocar os

ovos até a eclosão.

ATIVIDADES DE FIXAÇÃO

RELAÇÕES ECOLÓGICAS

1- Diferencie Relações Intraespecíficas de Relações

Interespecíficas e Harmônicas de Desarmônicas. Cite 2

exemplos de cada caso.

2- Sob determinadas condições ambientais, certas

algas proliferam muito e produzem substâncias

tóxicas avermelhadas que provocam mortandade nos

animais aquáticos. Isso pode ser citado como exemplo

de:

a) Amensalismo

b) Comensalismo

c) Parasitismo

d) Predatismo

e) Protocooperação

3- Relacione os tipos de associação entre os

seguintes seres:

1- Epifitismo ( ) Rhizobium x Leguminosas

2- Predatismo ( ) Gambá x Galinha

3- Mutualismo ( ) Pulgões x Vegetais

4- Parasitismo ( ) Orquídeas x Seringueiras

4- Na natureza existe uma grande relação entre os

seres vivos para que possam sobreviver. Por exemplo:

Os gaviões alimentam-se de pequenos pássaros; algas

e fungos se associam para formar os liquens; alguns

animais vivem dependentes de outros, como a Taenia

do homem. Os 3 tipos de associações relacionadas

anteriormente são denominadas, respectivamente:

a) Comensalismo – parasitismo – mutualismo

b) Predatismo – comensalismo – mutualismo

c) Predatismo – mutualismo – parasitismo

d) Parasitismo – comensalismo – mutualismo

e) Parasitismo – predatismo – mutualismo

5- Um grupo de estudantes, em visita à zona rural,

observou bois e gafanhotos alimentando-se de capim;

orquídeas, liquens e erva-passarinho em troncos de

árvores; lagartos caçando insetos; e, no pasto, ao

lado de vários cupinzeiros, anus retirando carrapatos

do dorso dos bois.

a) Identifique, entre as diferentes relações descritas

no texto, dois exemplos de parasitismo.

b) Entre as relações observadas pelos estudantes,

cite uma relação interespecífica e uma intraespecífica

de benefício mútuo.

CAPÍTULO 2 – CADEIA ALIMENTAR E

PIRÂMIDES ECOLÓGICAS

1. INTRODUÇÃO

Ao conjunto de populações de espécies

diferentes que vivem numa mesma área e num

determinado intervalo de tempo dá-se o nome de

comunidade ou biocenose. Numa comunidade,

encontramos relações intraespecíficas e

interespecíficas. Ao fazer estudo de uma comunidade,

não levamos em consideração as condições físicas e

químicas do meio ambiente.

Quando relacionamos a comunidade com as

condições físico-químicas do ambiente, estamos

diante de um nível de organização mais complexo

chamado ecossistema. Assim, todo ecossistema é

constituído por um meio biótico (representado pelos

seres vivos de uma região) e por um meio abiótico

(representado pelas condições físico-químicas da

região).

O conjunto de todos os ecossistemas do planeta

recebe o nome de biosfera. A biosfera, portanto,

representa a parte do planeta que contém vida.

Podemos subdividir a biosfera em:

a) Epinociclo (biociclo terrestre): Compreende

todos os ecossistemas de terra firme. Ex.:

florestas, desertos e os campos.

b) Limnociclo (biociclo dulcícola): Compreende

todos os ecossistemas de água doce. Ex.: rios e

lagos.

c) Talassociclo (biociclo marinho): Compreende

todos os mares e oceanos, isto é, todos os

ecossistemas de água salgada.

Muitas vezes, encontramos na biosfera regiões

de transição entre diferentes ecossistemas. Tais

regiões são chamadas de ecótono (ecótone).

Exemplo: região de transição entre um campo e uma

floresta.

A área ou espaço físico onde normalmente vive

uma determinada espécie, dentro do ecossistema,

constitui o hábitat da espécie. Numa floresta, muitas

espécies estão adaptadas a viver apenas nas copas

mais altas das árvores, enquanto outras tem como

hábitat os troncos e galhos mais baixos. Assim, num

mesmo hábitat, pode haver diferentes espécies de

seres vivos.

Dentro do seu hábitat, cada espécie possui um

modo de vida que constitui o seu nicho ecológico,

compreende tudo que a espécie faz dentro do

ecossistema. Podemos dizer também que o nicho

ecológico é o conjunto de todas as atividades de uma

espécie no ecossistema. Quando dizemos, por

exemplo, que os preás são roedores de hábitos

noturnos, vivem durante o dia em tocas e saem a

noite, geralmente em bandos, a cata de capim, arroz,

trigo e outras plantas, procurando esquivar-se de

predadores, estamos, ao fazer essa descrição,

relatando parte do nicho ecológico desses animais.

Alguns autores comparam a relação hábitat e

nicho ecológico, considerando hábitat o “endereço”

da espécie (local onde ela vive), e o nicho, a sua

“profissão” (o que ela faz dentro do seu meio).

2. O MEIO BIÓTICO

Nos ecossistemas, o meio biótico, isto é, os seres

vivos estão distribuídos em três categorias:

produtores, consumidores e decompositores.

PRODUTORES

São os seres autótrofos do ecossistema.

Compreendem, portanto, todos os organismos

fotossintetizadores e quimiossintetizadores. Os

produtores retiram substâncias inorgânicas do meio

abiótico e, através da fotossíntese ou quimiossíntese,

as transformam em substância orgânica (glicose), que

é, então, utilizada como alimento. São os únicos seres

do ecossistema que conseguem produzir, no próprio

corpo, substâncias orgânicas a partir de substancias

inorgânicas obtidas no meio ambiente.

Nos ecossistemas aquáticos, os produtores estão

representados pelas algas fotossintetizantes. Já nos

ecossistemas terrestres, são representados

principalmente por briófitas, pteridófitas,

gimnospermas e angiospermas.

CONSUMIDORES

São seres heterótrofos que, na incapacidade de

produzir primariamente a matéria orgânica glicose em

seu próprio organismo. Pode ser subdivididos em

ordens. Assim, temos:

a) Consumidores primários ou de 1ª ordem –

aqueles que obtem alimentos diretamente dos

produtores.

b) Consumidores secundários ou de 2ª ordem –

obtem alimentos dos consumidores de 1ª ordem.

c) Consumidores terciários ou de 3ª ordem – obtem

alimentos dos consumidores de 2ª ordem e,

assim, sucessivamente.

De acordo com os seus hábitos alimentares, os

consumidores podem ser classificados em:

• Fitófagos ou Herbívoros – obtem alimento

apenas de plantas. São consumidores de 1ª

ordem.

• Zoófagos – obtem alimentos apenas de

animais. Podem ser carnívoros (nutrem-se de

carne), hematófagos (nutrem-se de sangue),

insetívoros (nutrem-se de insetos), etc. podem

ser consumidores de 2ª, 3ª, 4ª ou mais ordens.

• Onívoros – obtem alimentos tanto de plantas

quanto de animais. Assim sendo, podem ser

consumidores de quaisquer ordens.

DECOMPOSITORES

É o caso das bactérias e fungos, são seres

heterótrofos, que obtem alimento dos cadáveres e

restos orgânicos de plantas e animais, eles degradam

a matéria orgânica, transformando-a em compostos

inorgânicos.

3. CADEIA ALIMENTAR

Chama-se de cadeia alimentar ou cadeia trófica a

sequência linear de seres vivos em que um serve de

fonte de alimento para o outro. Para ser completa

precisa ter produtores, consumidores e

decompositores. Ao obter alimento, qualquer

organismo estará adquirindo energia, para o

desempenho de suas diversas atividades vitais. É

através da cadeia alimentar que os seres vivos obtem

o alimento de que tanto necessitam.

As figuras a seguir mostram exemplos de cadeias

alimentares.

NÍVEL TRÓFICO

Cada componente da cadeia constitui um nível

trófico (nível alimentar). Assim, os produtores

formam o 1º nível trófico; os consumidores primários

constituem o 2º nível trófico; os consumidores

secundários constituem o 3º nível trófico, e assim

sucessivamente. Os consumidores podem estar em

qualquer nível (exceto o 1º), dependendo da origem

dos restos orgânicos que degradam.

A maioria dos produtores é de organismos

fotossintetizadores e, assim sendo, a luz solar se

constitui numa fonte de energia indispensável para a

manutenção dos diversos ecossistemas. Entretanto,

por mais eficiente que seja, os produtores só

conseguem utilizar uma pequena parte da energia

luminosa do sol que chega a superfície da Terra, pois

parte dessa energia é refletida e parte é absorvida e

Cobra

Ratos

Capim

Carrapatos

Gado

Capim

Piolhos

Macacos

Árvore

A energia, portanto, apresenta um fluxo

unidirecional e decrescente ao longo da cadeia

alimentar.

transformada em calor que é utilizado na evaporação

da água e no aquecimento da superfície.

Os produtores atuam como conversores de

energia: transformam a energia luminosa que

absorvem em energia química. É através da cadeia

alimentar que parte dessa energia, fixada pelos

produtores, é transferida aos níveis tróficos seguintes.

A medida que é transferida de um nível trófico para

outro, a quantidade de energia disponível diminui,

uma vez que boa parte da energia obtida por um

organismo através da alimentação é gasta na

manutenção de suas atividades vitais.

O fluxo de energia entre os componentes de uma

cadeia alimentar num ecossistema pode ser

representado através de uma pirâmide de energia.

A PIRÂMIDE DE ENERGIA indica a quantidade de

energia acumulada em cada nível trófico da cadeia

alimentar e a disponibilidade de energia para o nível

seguinte. Nunca pode ser invertida e mostra a perda

de energia em cada nível trófico da cadeia.

Alem das pirâmides de energia, podemos

representar as cadeias alimentares através das

pirâmides de número e biomassa.

A PIRÂMIDE DE NÚMEROS indica a quantidade

de indivíduos presentes em cada nível trófico da

cadeia alimentar.

A pirâmide de números nem sempre é invertida.

Veja os exemplos a seguir:

A B C

Pirâmides de números

A. Pirâmide na qual o número de indivíduos decresce do

primeiro ao último nível trófico.

B. Pirâmide mostrando um número acentuado de

carrapatos em relação ao gado, como geralmente sucede

na interação parasita - hospedeiro.

C. Pirâmide com vértice voltado para baixo; caracteriza

os casos em que o produtor, apresentando grande porte,

ocorre em número relativamente pequeno no ecossistema.

A PIRÂMIDE DE BIOMASSA representa

graficamente a biomassa, ou seja, a massa de matéria

orgânica dos organismos em cada nível trófico.

Às vezes, no entanto, a pirâmide de biomassa

pode apresentar-se invertida. É o que acontece, por

exemplo, nos ecossistemas marinhos, em que a

biomassa dos produtores (fitoplâncton), se apresenta

menor que a dos consumidores primários

(zooplâncton). Isso acontece por não levarmos em

consideração o tempo, sendo que a taxa de

reprodução de fitoplâncton é maior que a do

zooplâncton, o que permite a sua rápida renovação.

4. TEIA ALIMENTAR

Nos diversos ecossistemas, diferentes cadeias alimentares acabam se entrelaçando umas as outras, resultando

numa teia ou rede alimentar. A teia alimentar, portanto, é um conjunto de diversas cadeias alimentares

entrelaçadas.

ATIVIDADES DE FIXAÇÃO

CADEIA ALIMENTAR E PIRÂMIDES ECOLÓGICAS

6- Conceitue:

a) Comunidade

b) Ecossistema

c) Ecótono

d) Habitat

e) Nicho Ecológico

7- Diferencie Seres Autótrofos de Seres

Heterótrofos e dê exemplos.

8- Leia atentamente as afirmativas a seguir:

I. O sol é a fonte primária de energia para a

biosfera.

II. O fluxo de energia em um ecossistema é

unidirecional.

III. Quanto maior o número de níveis tróficos em

uma cadeia ecológica, maior será a quantidade de

energia disponível no último nível trófico.

Assinale:

a) Se apenas as afirmativas I e II são verdadeiras.

b) Se apenas as afirmativas I e III são verdadeiras.

c) Se apenas as afirmativas II e III são verdadeiras.

d) Se apenas as afirmativas I, II e III são verdadeiras.

e) Se apenas a afirmativa II é verdadeira.

9- Considere o seguinte fluxo de energia nos seres

vivo:

Energia luminosa

C

A alternativa que indica o tipo de nutrição dos

indivíduos B, C e D, respectivamente, é:

a) Herbívoro, herbívoro, onívoro.

b) Onívoro, herbívoro, carnívoro.

c) Herbívoro, onívoro, carnívoro.

d) Herbívoro, onívoro, herbívoro.

e) Saprófita, carnívoro, herbívoro.

10- Analise a teia alimentar a seguir:

Plantas Insetos Aranha

Pássaros

Suponha que nessa comunidade a introdução de uma

espécie que se alimenta de pássaros.

a) A que nível trófico pertencerá essa nova espécie?

b) Com a introdução dessa nova espécie na

comunidade, o que poderá ocorrer com a população

de insetos e aranhas?

A B D

BIOQUÍMICA

CAPÍTULO 3 – ÁGUA E SAIS MINERAIS

1. INTRODUÇÃO

Dos mais de cem tipos diferentes de elementos

químicos existentes, pouco mais de 20 são

encontrados na formação da matéria viva, dentre os

quais há uma predominância de carbono, hidrogênio,

oxigênio e nitrogênio. Esses quatro elementos são os

mais abundantes no ser vivo, constituindo 95% ou

mais de sua massa. Outros elementos, como fósforo,

enxofre, cálcio, sódio, potássio, etc., completam o

restante da massa.

Os átomos dos diferentes elementos químicos

encontrados nos seres vivos podem associar-se uns

aos outros, formando estruturas mais complexas, as

moléculas, como também podem dissociar-se,

formando os íons.

Moléculas e íons são encontrados formando as

substâncias (compostos químicos), que podem ser

divididas em dois grupos: substâncias inorgânicas e

substâncias orgânicas.

Composição dos seres vivos

Nos seres vivos, os átomos, moléculas e íons das

diferentes substâncias, além de fazerem parte das

estruturas que compõem o organismo, também

participam de diversas reações químicas que ocorrem

no interior de suas células, tecidos e órgãos. Muitas

dessas reações químicas tem como objetivo formar

novos compostos e construir novas estruturas,

enquanto outras visam liberar energia para

possibilitar a realização de diversas atividades.

Ao conjunto de todas essas reações que se

passam numa estrutura viva dá-se o nome de

metabolismo (do grego metabolé, mudança,

transformação). O metabolismo é responsável pela

utilização da matéria no organismo e pode ser

subdividido em anabolismo e catabolismo.

• ANABOLISMO (do grego anabolé, erguer,

construir) – Compreende as reações metabólicas

“construtivas”, isto é, que fabricam novas estruturas

necessárias ao crescimento, ao desenvolvimento e a

reparação de partes lesadas. Exemplo: síntese de

proteína.

As reações do anabolismo são endergônicas, pois

a quantidade de energia contida nos produtos finais é

maior que a existente nos reagentes, ou seja, houve

absorção de energia do meio.

• CATABOLISMO (do grego katabolé, destruir,

eliminar) – Compreende as reações metabólicas

“destrutivas”, isto é, reações de analise que degradam

(“quebram”) moléculas, transformando-as em

unidades menores. Tem como finalidade principal

liberar energia para as atividades vitais. Exemplo:

reações de glicólise.

As reações do catabolismo são exergônicas, pois

a quantidade de energia contida nos produtos finais é

menor que a existente nos reagentes, ou seja, houve

liberação de energia para o meio.

As reações do anabolismo quase sempre

estão acopladas as do catabolismo, uma vez

que a energia utilizada pelo anabolismo

normalmente é proveniente doas reações do

catabolismo.

Substâncias inorgânicas Substâncias orgânicas

Aminoácidos

Proteínas

Carboidratos

Água

Lipídios Sais minerais

Nucleotídeos

Ácidos nucléicos

Vitaminas

2. ÁGUA

Dentre todas as substancias

que compõem a massa de uma

estrutura viva, a água é, com raras

exceções a mais abundante. Sua

taxa varia de acordo com a espécie,

atividade metabólica e a idade.

• A água é indispensável para

que ocorra metabolismo – a taxa de

água varia de maneira direta em

relação a atividade metabólica, ou

seja, quanto maior a atividade metabólica de uma

célula, um tecido ou um órgão, maior deverá ser a

taxa de água nessas estruturas.

• A taxa de água em um mesmo organismo

varia de maneira inversa em relação à idade – quanto

maior a idade menor a taxa de água. Exemplo: na

espécie humana um feto de 3 meses possui cerca de

94% de água, num individuo adulto corresponde cerca

de 65%.

• A água ajuda no transporte de substâncias –

esse transporte é feito no interior do organismo e no

transporte de catabólitos (produtos da excreção) do

meio interno para o externo, por exemplo, a uréia,

que é eliminada dissolvida na água existente em nossa

urina. Podemos dizer, então, que a água também atua

como Veículo de excreção.

• Atua como Lubrificante – ajuda a diminuir o

atrito entre diversas estruturas do organismo.

Exemplo: no cotovelo existe o liquido sinovial, que é

constituído basicamente de água, cuja função é

diminuir o atrito nessas regiões.

• Ajuda na Termorregulação – a água é a

principal substancia que atua na manutenção da nossa

temperatura corporal. Exemplo: quando suamos, a

água contida no suor evapora, roubando calor da

nossa pele e contribuindo para abaixar a nossa

temperatura corporal.

• Mantem o equilíbrio hídrico no meio interno

– os seres vivos precisam manter a taxa de água

estável no interior de suas células,

tecidos e órgãos. Para manter esse

equilíbrio, a água perdida ou

eliminada para o meio externo

(urina, fezes, transpiração,

respiração, etc.) precisa ser reposta

a fim de proteger o organismo de

uma desidratação excessiva.

3. SAIS MINERAIS

Representando em média de 3 a 5% da massa

dos seres vivos, os minerais podem ser encontrados

na matéria viva sob a forma insolúvel (estruturas

esqueléticas) e na forma solúvel (dissolvidos na água

e dissociados em íons). Os animais obtem por meio da

ingestão de alimentos e de água (que apresenta certa

taxa de minerais dissolvidos). Os vegetais obtem

absorvendo-os do meio juntamente com a água.

Dentre os diversos minerais encontrados nos

seres vivos, destacam-se:

CÁLCIO (Ca)

Sob a forma de carbonato de cálcio – CaCO3 é

encontrado dando rigidez as estruturas esqueléticas

(ossos, dentes, conchas de moluscos, casca de ovos,

etc.). No corpo humano, o cálcio é o mineral mais

abundante, sendo a maior parte dele encontrado nos

ossos. Sua carência provoca raquitismo na infância e

osteoporose nos adultos.

Sob a forma iônica – Ca++, o cálcio participa da

coagulação sanguínea e contração muscular. Taxas

reduzidas no organismo tem como consequência o

retardamento da coagulação sanguínea e mau

funcionamento dos músculos.

Principais alimentos: leite e derivados (queijos,

iogurtes, etc.), grãos de cereais, legumes, nozes e

sardinha.

A vida em nosso planeta

não pode existir sem

água. A vida depende

das reações

metabólicas, e tais

reações dependem da

água.

HIPOTIREOIDISMO

A falta de sais de iodo em nosso organismo

ocasiona o mau funcionamento da tireóide, que

passa a produzir menores taxas de

hormônios, conhecido como

hipotireoidismo; além de ocorrer redução

das atividades metabólicas do organismo,

pode ocorrer a formação de bócio (“papeira”,

“papo”), que consiste no aumento

exagerado do volume da tireóide. Para evitar

o bócio, em algumas regiões tornou-se

obrigatório, por lei, a adição de iodo no sal

de cozinha.

FÓSFORO (P)

Participa da formação de estruturas esqueléticas

e na formação das moléculas dos ácidos nucléicos

(DNA e RNA) e do ATP.

Principais alimentos: leite e derivados, carnes,

peixes e cereais.

FERRO (Fe)

Entra na constituição de moléculas protéicas,

como os citocromos e a hemoglobina. Os citocromos

atuam como transportadores de elétrons na cadeia

respiratória (respiração celular aeróbia) e nas reações

de fotofosforilações (fotossíntese). A hemoglobina,

existente no sangue, transportam oxigênio no

organismo. A carência de ferro acarreta diminuição da

taxa normal de hemoglobina, levando a anemia

ferropriva.

Principais alimentos: carnes, vísceras (fígado, rim,

coração, etc.), espinafre, couve, brócolis, feijão e

ervilha.

MAGNÉSIO (Mg)

Participa das reações de fosforilação que

sintetizam ATP e da formação de algumas enzimas.

Nas plantas, entra na constituição das moléculas de

clorofila.

Principais alimentos: carnes, cereais e vegetais

verdes em geral.

SÓDIO (Na)

É essencial para a condução dos impulsos

nervosos, manutenção do equilíbrio hídrico ou

osmótico das células.

Principal fonte de cálcio: cloreto de sódio (NaCl)

conhecido como sal de cozinha.

POTÁSSIO (K)

Importante papel na condução dos impulsos

nervosos e na manutenção do equilíbrio hídrico.

Principais alimentos: carnes, leite e muitos tipos

de frutas (banana, por exemplo).

CLORO (Cl)

Desempenha um importante papel no equilíbrio

hídrico e participa da formação do suco gástrico.

É encontrado no sal de cozinha.

IODO (I)

Entra na constituição de hormônios tireoidianos

(produzidos pela glândula tireóide).

Principais alimentos: peixes, crustáceos,

moluscos, algas, vegetais terrestres (plantados em

solo próximo de litoral).

COBRE (Cu)

Faz parte da molécula de hemocianina, pigmento

respiratório de cor azul, encontrado no sangue de

alguns animais (crustáceos e moluscos, por exemplo).

Função: fazer o transporte de oxigênio no organismo.

FLÚOR (F)

Importante para a formação dos ossos e do

esmalte dos dentes, atua reduzindo a incidência de

carie dental. O excesso de flúor acarreta a fluorose,

doença que provoca lesões ósseas e manchas nos

dentes.

Principal fonte: água e alguns alimentos (peixes,

chás).

ATIVIDADES DE FIXAÇÃO

ÁGUA E SAIS MINERAIS

11- Cite e explique 3 importâncias da água no

organismo humano.

12- Cite 5 sais minerais necessários para o bom

funcionamento de um ser vivo e explique como cada

um deles atua.

13- A taxa de água varia em função de 3 fatores

básicos: atividade no tecido ou órgão ( a quantidade

de água é diretamente proporcional à atividade

metabólica do órgão ou tecido em questão ) ; idade ( a

taxa de água decresce com a idade) e a espécie em

questão ( o homem 65%, fungos 83%, celenterados

96%, etc ). Baseando nesses dados, o item que

representa um conjunto de maior taxa hídrica é:

a) Coração, ancião, cogumelo

b) Estômago, criança, abacateiro

c) Músculo da perna, recém nascido, medusa

d) Ossos, adulto, “orelha-de-pau”

e) Pele, jovem adolescente, coral

14- A alternativa que apresenta a correspondência

adequada é:

SAIS

MINERAIS FUNÇÕES

PRINCIPAIS

ALIMENTOS

a) MAGNÉSIO Forma a

hemoglobina Leite e frutas

b) FERRO Forma a

clorofila

Cereais e

hortaliças

c)

CALCIO

Forma os

ossos e

dentes

Laticínios,

hortaliças e

folhas verdes

d) FLUOR Faz parte dos

hormônios

Fígado e

legumes

e)

IODO

Atua no

trabalho dos

nervos

Carne e ovos

CAPÍTULO 4 – AMINOÁCIDOS,

PROTEÍNAS E ENZIMAS

1. AMINOÁCIDOS

Aminoácidos são compostos orgânicos que

possuem em suas moléculas os grupamentos amina (-

NH2) e ácido carboxila (-COOH).

FIGURA

A diferença entre os diversos tipos de

aminoácidos é feita pelo radical. Veja os exemplos:

FIGURA

Plantas e animais necessitam de diferentes tipos

de aminoácidos para seu crescimento,

desenvolvimento e sobrevivência. As plantas são

capazes de fabricar em suas células todos os tipos de

aminoácidos de que necessitam. Os animais

conseguem fabricar no corpo apenas alguns tipos,

aqueles que não conseguem sintetizar precisam ser

obtidos por meio da alimentação. Alimentos ricos em

proteínas são os grandes fornecedores de

aminoácidos.

Os aminoácidos podem ser classificados em

naturais e essenciais.

• Aminoácidos naturais (não essenciais,

dispensáveis) – São aqueles que o organismo animal

consegue fabricar em seu próprio corpo.

• Aminoácidos essenciais (indispensáveis) – São

aqueles que o animal não consegue sintetizar em seu

próprio corpo e que, portanto, devem ser obtidos por

meio da alimentação.

A tabela abaixo relaciona os aminoácidos naturais

essenciais para um individuo adulto da espécie

humana.

São fontes de aminoácidos alimentos ricos em

proteínas. Exemplo: carnes, ovos, leite e derivados,

leguminosas, como a soja, o feijão, ervilha e outras.

No corpo humano, a digestão das proteínas

inicia-se no estomago e termina no intestino delgado.

Ao serem ingeridas, as proteínas são digeridas, isto é,

são “quebradas”, até serem convertidas em

aminoácidos, que serão, então, absorvidos e

distribuídos pela corrente sanguínea para as células

dos diversos tecidos do nosso corpo. Assim, as

proteínas digeridas são fontes de aminoácidos para o

nosso organismo.

Os aminoácidos podem ligar-se uns aos outros

formando compostos mais complexos (dipeptídeos,

tripeptideos, etc. ou ainda oligopeptídeos e

polipeptideos. Nesses compostos, os aminoácidos se

mantem unidos uns aos outros por meio de uma

ligação química covalente – ligação peptídica.

2. PROTEÍNAS

Espécie humana

Aminoácidos naturais Aminoácidos essenciais

Ácido aspártico (Asp) Fenilalanina (Phe)

Ácido glutâmico (Glu) Histidina (His)

Alanina (Ala) Isoleucina (Ile)

Arginina (Arg) Leucina (Leu)

Asparagina (Asn) Lisina (Lys)

Cisteína (Cys) Metionina (Met)

Glutamina (Gin) Treonina (Thr)

Glicina (Gly) Triptofano (Trp)

Prolina (Pro) Valina (Val)

Serina (Ser)

Tirosina (Tyr)

Conclui-se que: toda proteína é um polipeptídeo,

mas nem todo polipeptídeo é uma proteína.

São polipeptídeos resultantes da união de

dezenas ou centenas de aminoácidos. As proteínas

são formadas por apenas 20 tipos diferentes de

aminoácidos.

As proteínas são classificadas em 2 grupos:

• Proteínas simples – são constituídas apenas por

aminoácidos. Exemplo: queratina, proteína

encontrada na pele, cabelos, unhas, casco e chifres de

animais e exerce o papel de impermeabilização dessas

estruturas.

• Proteínas conjugadas (complexas) – são aquelas

que contem outras estruturas além de aminoácidos. A

porção constituída de aminoácidos é chamada de

apoproteína, a parte constituída pela substancia

diferente é chamada de grupo prostético. Exemplo:

hemoglobina, encontrada no sangue de muitos

animais, tem como grupo prostético o pigmento

heme, no qual há íons de ferro.

De acordo com o grupo prostético, podem ser

distribuídas em diversos grupos. Veja o quadro a

seguir com alguns exemplos:

Proteínas conjugadas Grupo prostético

Lipoproteínas Lipídeo

Glicoproteínas Polissacarídeo

Fosfoproteínas Ácido fosfórico

Nucleoproteínas Ácido nucléico

Flavoproteínas Riboflavina (Vitamina B2)

Melproteínas Metal

A molécula protéica pode ser formada por uma

ou mais cadeias polipeptídicas, podendo apresentar as

seguintes estruturas:

• Estrutura primária – é a sequência linear de seus

aminoácidos, sendo determinada geneticamente. São

mantidas por ligação peptídica.

• Estrutura secundária – é formada através da

interação química entre átomos de aminoácidos, são

constituídas por duas formas básicas: as alfa-hélices

(configuração helicoidal) e as folhas-beta (arranjam

paralelamente).

• Estrutura terciária – é resultante da atração de

aminoácidos, levando ao dobramento da estrutura

secundária (alfa-hélice e folhas-beta) sobre si mesma,

dando um aspecto mais globular.

• Estrutura quaternária – é a união de duas ou

mais cadeias polipeptídicas, iguais ou diferentes,

formando uma única molécula protéica. Ex.: molécula

de hemoglobina humana.

FIGURA

As estruturas secundárias, terciária e quaternária

determinam a forma (configuração espacial) de uma

proteína.

Altas temperaturas,

alterações bruscas do ph e

altas concentrações de

certos compostos químicos

(ex.: uréia) podem modificar

a configuração espacial das

proteínas, essa modificação

da configuração é

denominada desnaturação.

FIGURA

A alta temperatura

desnatura as proteínas

porque a agitação causada

pelo calor específico rompe

as ligações fracas, responsáveis pela manutenção da

forma das moléculas.

Alterações muito bruscas do ph, meio muito

ácido ou muito básico (alcalino) também pode causar

a desnaturação.

● ● ●

Desnaturação

das proteínas

– A desnaturação

altera

as

propriedades

da proteína, que

deixa de

desempenhar

sua

função

biológica

normal.

● ● ●

O processo de desnaturação é irreversível, mas se

as forças fracas forem rompidas, às vezes, entretanto,

a desnaturação pode ser reversível. Fala-se neste caso

de renaturação.

As proteínas sintetizadas no organismo

desempenham as seguintes funções:

✓ Estrutural – participam da formação de

estruturas no organismo. Ex.: membrana plasmática,

película que reveste a célula.

✓ Hormonal – muitos hormônios são de natureza

protéica. Ex.: insulina, produzido no pâncreas,

controla a taxa de glicose no sangue.

✓ Defesa – um dos mecanismos de defesa do

organismo é realizado por proteínas especiais,

denominadas imunoglobulinas ou anticorpos. Quando

um antígeno (proteína estranha) penetra em nosso

corpo, o nosso sistema imunológico produz um

anticorpo especifico para neutralizá-lo.

✓ Contração muscular – actina e miosina são

proteínas indispensáveis para a ocorrência de

contração muscular.

✓ Coagulação sanguínea – é resultado de uma série

de reações químicas que culminam na formação do

coágulo (endurecimento do sangue). Participam

dessas reações proteínas, por exemplo, a

tromboplastina, protrombina e fibrinogênio.

✓ Impermeabilização de superfícies – proteção de

nossa pele, unha e pelos, feita pela proteína

queratina.

✓ Transporte de gases respiratórios – essas

proteínas são conhecidas por pigmentos respiratórios

e transportam, por exemplo, o oxigênio (O2) dos

pulmões para as demais partes do corpo e o gás

carbônico (CO2) produzido nos tecidos até os pulmões.

A hemoglobina é um exemplo de pigmento

respiratório.

✓ Enzimática – são catalisadores orgânicos que

aceleram as reações do metabolismo, isto é, tornam

as reações mais rápidas. A maioria das enzimas são

proteínas.

3. ENZIMAS

Enzimas são biocatalisadores, ou seja,

substâncias orgânicas que atuam como catalisadores

nas reações do metabolismo.

Como qualquer catalisador, as enzimas agem

diminuindo a energia de ativação, isto é, quantidade

de energia necessária para dar início a uma reação.

Desde modo, os catalisadores aceleram as reações

químicas. A maioria das enzimas são proteínas.

As enzimas podem ser simples ou conjugadas:

Enzimas simples – são proteínas simples, isto é,

são constituídas apenas de aminoácidos.

Enzimas conjugadas – são proteínas conjugadas,

isto é, constituídas de aminoácidos mais um grupo

prostético.

As enzimas são produzidas no interior das células.

Muitas permanecem no meio intracelular onde

exercem sua ação catalisadora, sendo classificadas de

endoenzimas, outras são eliminadas para o meio

extracelular e são classificadas como exoenzimas.

3.1 PROPRIEDADES DAS ENZIMAS

Uma das especificidades das enzimas é a

especificidade, ou seja, as enzimas são específicas

para cada tipo de substrato (substâncias sobre as

quais as enzimas agem). Veja os exemplos a seguir:

1. Lactose + Água lactase Glicose + Galactose

2. Maltose + Água maltase Glicose + Glicose

Na reação 1, a enzima lactase age sobre o substrato

lactose, acelerando a reação que o converte em uma

molécula de glicose e outra de galactose. Na reação 2, a

enzima maltase, em presença de água, atua sobre o

substrato maltose, acelerando a reação que o converte em

duas moléculas de glicose. Como são específicas, nem a

maltase atua sobre a lactose nem a lactase atua sobre a

maltose.

3.2 NOMENCLATURA

A nomenclatura das enzimas, em geral, é feita

acrescentando-se o sufixo –ase ao radical do

substrato:

Substrato Enzima

Maltose Maltase

Lactose Lactase

Amido Amilase

Lipídios Lipases

Proteínas Proteases

Algumas enzimas também são conhecidas por

nomes consagrados pelo uso e que não obedecem as

regras vistas acima, por exemplo, amilase salivar

(presente na saliva e que atua sobre o amido) também

é conhecida por ptialina.

3.3 MECANISMO DE AÇÃO

O mecanismo de ação das enzimas sobre os seus

respectivos substratos frequentemente é comparado

ao modelo da “chave-fechadura”, ou seja, assim como

cada chave se encaixa numa fechadura específica,

cada enzima permite o “encaixe” de um substrato

específico.

Figura

.....................

3.4 INFLUÊNCIA DA TEMPERATURA, PH E

CONCENTRAÇÃO DO SUBSTRATO

Influência da temperatura na velocidade da reação

catalisada pela enzima

Figura

Cada enzima só funciona dentro de uma

determinada faixa de temperatura e, dentro dessa

faixa de atuação, existe uma temperatura “ótima” na

qual a atividade catalisadora da enzima é máxima. A

temperatura “ótima” das enzimas varia de acordo

com a espécie de seres vivos. Entretanto, para a

maioria das espécies de seres vivos fica na faixa de 37

a 40 °C. na espécie humana, por exemplo, é de

aproximadamente 37 °C.

Lembre-se: a maioria das enzimas tem

natureza protéica e que quando submetidas a

temperaturas muito elevadas, sofrem o processo

de desnaturação, perdendo sua capacidade de

atuar como catalisador, pois tem sua forma

alterada. Temperaturas muito baixas apenas

inativam ou paralisam as suas atividades, sem,

contudo destruí-las. Quando a temperatura volta

as condições normais, a enzima também retorna

as suas atividades catalisadoras normais.

Influência do pH sobre a velocidade da reação

catalisada por uma enzima.

Figura

As enzimas também sofrem influência do pH

do meio em que está ocorrendo a reação. Cada

enzima só funciona dentro de uma determinada

faixa de pH e, dentro dessa faixa de atuação,

existe um pH no qual a sua atividade é máxima: é

o chamado pH “ótimo” da enzima.

Influência da concentração do substrato na

velocidade da reação catalisada por enzima.

Figura

Desde que a quantidade de enzimas do meio

se mantenha constante, sua ação é proporcional

à concentração do substrato. Assim, quanto

maior a concentração do substrato, mais

rapidamente se dará a reação, até que se atinja

um ponto de saturação, a partir do qual, ainda

que aumente a concentração do substrato, a

velocidade da reação não mais aumentará. Nesse

ponto de saturação, a velocidade da reação

enzimática atinge um valor máximo.