O Sistema Excretor
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quinta-feira, 11 de junho de 2009
FERMENTAÇÃO LÁCTICA
O leite, qualquer que seja a sua forma sob o qual se apresenta, é um alimento completo, e o mais acessível ao bolso do consumidor.
A diversidade de tipos de produto facilita a conquista de mercado e de consumidores, evitando a superabundância de um só produto.
Entre os produtos que só agora são convenientemente explorados, devido a sua importância, que pela sua crescente procura, podemos apresentar os "leites fermentados" sem levar em conta a questão comercial, pois que, esses produtos deixam grande margem de lucro.
Para fabricar leite fermentado(iogurte e coalhada) deve-se tomar uma série de cuidados higiênicos e uma assepsia toda especial.
O iogurte é o leite fermentado ou coalhada medicinal. Ë preparada por quase todos os povos da Europa oriental(Turquia, Bulgária, Sérvia, Grécia, Romênia e Arábia), onde constitui um alimento corrente desde épocas remotas, como leite de grande digestabilidade. O paladar é ótimo e tem um aroma peculiar e agradável.
Os antigos conheciam sua preparação: a formula se transmitia de pai para filho e o segredo era zelosamente guardado. Segundo a lenda, Abraão foi o primeiro a prepará-lo. Está consignado em tradução bíblica, referente aos livros de Abraão, nos quais se diz ter um anjo ensinando o seu preparo a Abraão, a fim de cuidar de sua mulher Sara.
A fermentação láctea é ação dos germes no leite e conseguinte transformação de seus elementos. Portanto, a fermentação está em estreita relação com o número de germes vivos.
Os microrganismos do leite vivem, e, se vivem, nutrem-se. Nutrindo-se transformam alguma coisa. Como sabemos, os açúcares constituem ótima fonte de nutrição para o germe e para nós mesmos. Nossos músculos movimentam-se graças a transformação de glicogênio, que, em última análise, é o açúcar.
O leite também possui açúcar - lactose. É justamente ela que os germes atacam. A essa transformação da lactose é que se dá o nome de fermentação láctica.
Mas, como "na natureza nada se cria, nada se perde: tudo se transforma", - a lactose ataca e não desaparece, decompõem-se em um ácido láctico.
O ácido láctico, agindo sobre a caseína, desdobra-se e produz a coagulação do leite. Fenômeno idêntico ao observado quando é gotejado caldo de limão no leite, sendo nesse caso devido ao ácido do limão(ácido cítrico).
Agora, a razão pela qual os leites ácidos são recusados nos postos de recepção, é fácil de ser compreendido; é porque a análise acusou transformação da lactose em ácido láctico, que revela grande contaminação, ou seja, descuido na ordenha, demora no transporte, longa exposição ao sol, com a resultante natural de uma temperatura elevada, esplêndida para a proliferação microbiana.
Além da lactose, os germes podem atacar a caseína - germes proteolíticos, constituindo esse fenômeno a fermentação proteolítica. Esta é a razão pela qual vemos coalhada com grande quantidade de soro e quase completo desaparecimento da caseína, isto é, da massa sólida.
O iogurte pode ser definido como um produto resultante da fermentação do leite por Steptococus salivarius ssp. Termophilus e lactobacillus delbrueki ssp. Bugaricus, sendo este micorganismo viável e abundante no produto final. Se distingue dos outros produtos fermentados por seu aroma típico e agradável, atribuído à presença de quantidades suficientes de acetaldeído, como principal componente do aroma. O sabor ácido refrescante é atribuído à presença de ácido láctico.
Um iogurte de qualidade deve apresentar uma consistência adequada, coagulo firme, textura cremosa, sabor e aroma carcterístico e ser isento de separação de soro.
As principais etapas de processamento do iogurte são: seleção da matéria-prima e preparo da mistura, homogeneização, tratamento térmico, inoculação, incubação, resfriamento, embalagem e estocagem.
A diversidade de tipos de produto facilita a conquista de mercado e de consumidores, evitando a superabundância de um só produto.
Entre os produtos que só agora são convenientemente explorados, devido a sua importância, que pela sua crescente procura, podemos apresentar os "leites fermentados" sem levar em conta a questão comercial, pois que, esses produtos deixam grande margem de lucro.
Para fabricar leite fermentado(iogurte e coalhada) deve-se tomar uma série de cuidados higiênicos e uma assepsia toda especial.
O iogurte é o leite fermentado ou coalhada medicinal. Ë preparada por quase todos os povos da Europa oriental(Turquia, Bulgária, Sérvia, Grécia, Romênia e Arábia), onde constitui um alimento corrente desde épocas remotas, como leite de grande digestabilidade. O paladar é ótimo e tem um aroma peculiar e agradável.
Os antigos conheciam sua preparação: a formula se transmitia de pai para filho e o segredo era zelosamente guardado. Segundo a lenda, Abraão foi o primeiro a prepará-lo. Está consignado em tradução bíblica, referente aos livros de Abraão, nos quais se diz ter um anjo ensinando o seu preparo a Abraão, a fim de cuidar de sua mulher Sara.
A fermentação láctea é ação dos germes no leite e conseguinte transformação de seus elementos. Portanto, a fermentação está em estreita relação com o número de germes vivos.
Os microrganismos do leite vivem, e, se vivem, nutrem-se. Nutrindo-se transformam alguma coisa. Como sabemos, os açúcares constituem ótima fonte de nutrição para o germe e para nós mesmos. Nossos músculos movimentam-se graças a transformação de glicogênio, que, em última análise, é o açúcar.
O leite também possui açúcar - lactose. É justamente ela que os germes atacam. A essa transformação da lactose é que se dá o nome de fermentação láctica.
Mas, como "na natureza nada se cria, nada se perde: tudo se transforma", - a lactose ataca e não desaparece, decompõem-se em um ácido láctico.
O ácido láctico, agindo sobre a caseína, desdobra-se e produz a coagulação do leite. Fenômeno idêntico ao observado quando é gotejado caldo de limão no leite, sendo nesse caso devido ao ácido do limão(ácido cítrico).
Agora, a razão pela qual os leites ácidos são recusados nos postos de recepção, é fácil de ser compreendido; é porque a análise acusou transformação da lactose em ácido láctico, que revela grande contaminação, ou seja, descuido na ordenha, demora no transporte, longa exposição ao sol, com a resultante natural de uma temperatura elevada, esplêndida para a proliferação microbiana.
Além da lactose, os germes podem atacar a caseína - germes proteolíticos, constituindo esse fenômeno a fermentação proteolítica. Esta é a razão pela qual vemos coalhada com grande quantidade de soro e quase completo desaparecimento da caseína, isto é, da massa sólida.
O iogurte pode ser definido como um produto resultante da fermentação do leite por Steptococus salivarius ssp. Termophilus e lactobacillus delbrueki ssp. Bugaricus, sendo este micorganismo viável e abundante no produto final. Se distingue dos outros produtos fermentados por seu aroma típico e agradável, atribuído à presença de quantidades suficientes de acetaldeído, como principal componente do aroma. O sabor ácido refrescante é atribuído à presença de ácido láctico.
Um iogurte de qualidade deve apresentar uma consistência adequada, coagulo firme, textura cremosa, sabor e aroma carcterístico e ser isento de separação de soro.
As principais etapas de processamento do iogurte são: seleção da matéria-prima e preparo da mistura, homogeneização, tratamento térmico, inoculação, incubação, resfriamento, embalagem e estocagem.
Fermentação alcoólica
A levedura e outros miroorganismos fermentam a glicose em etanol e CO2. A glicose é convertida em piruvato pela glicólise e o piruvato é convertido em etanol e CO2 em um processo de dois passos.
No primeiro passo, o piruvato sofre a descarboxilação em uma reação irreversível catalisa pela piruvato descarboxilase. Esta reação é uma descarboxilação simples e não envolve a oxidação do piruvato. A piruvato descarboxilase requer Mg2+ e tem uma coenzima firmemente ligada, a tiamina pirofosfato.
No segundo passo, através da ação da álcool desidrogenase, o acetaldeído é reduzido a etanol, com a NADH, derivado da atividade da gliceraldeído-3-fosfato desidrogenase, fornecendo o poder redutor. A equação geral da fermentação alcoólica são o etanol é:
Glicose + 2ADP + 2Pi ® 2 etanol + 2CO2 + 2ATP + 2H2O
A piruvato descarboxilase está caracteristicamente presente nas leveduras de cervejaria e padaria e em todos os outros os organismos que promovem a fermentação alcoólica, incluindo algumas plantas. O CO2 produzido na descarboxilação do piruvato pelas leveduras de cervejaria é o responsável pela carbonatação caraterística do champanhe.
A álcool desidrogenase está presente em muitos organismos que metabolizam o álcool, incluindo o homem. No fígado humano ela cataliza a oxidação do etanol, quer ele seja ingerido quer ele seja produzido por microrganismos intestinais, com a concomitante redução do NAD+ para NADH.
A reação da piruvato descarboxilase na fermentação alcoólica é dependente de tiamina pirofosfato(TPP), uma coenzima derivada da vitamina B1. A ausência desta vitamina na dieta humana leva a uma condição conhecida com beribéri, caracterizada por acúmulo de fluídos corporais(inchaço), dores, paralisias e, em última instância, morte. A tiamina pirofosfato desempenha um importante papel na clivagem de ligações adjacentes a um grupo carbonila (como ocorre na descarboxilação dos a -cetácidos) e nos rearranjos químicos envolvendo a transferência de um grupo a;deído ativado de um átomo de carbono para outro. A parte funcional da tiamina pirosfosfato é o anel tiazol.o próton em C-2 do anel é relativamente ácido e a perda deste próton acídico produz um carbânion que é a espécie ativa nas reações depententes de TPP. Este carbânion facilmente adiciona-se a grupos carbonila e o anel tiazol é assim posicionado para agir como um "escoadouro de életrons", que facilita fortemente as reações , como esta, de descarboxilação catalizada pelo piruvato descarboxialse.
Sistemas de transporte nos animais
A principal função dos sistemas de transporte nos animais é colocar as células em contacto com o meio de onde recebem nutrientes e oxigénio, e para onde lançam produtos resultantes do metabolismo celular.
O tempo de chegada do do líquido circulante às células é relativamente longo, visto que o impulso exercido pelo coração se dissipa quando os vasos abrem nos espaços amplos que são as lacunas e a circulação se processa um pouco ao acaso.
No caso da minhoca, existem dois vasos principais, um dorsal que funciona como um coração (impulsiona o sangue por ondas de contracção) e outro ventral, ligados por vasos laterais que ramificam formando redes de capilares onde ocorrem trocas de substâncias com fluido intersticial. Existem, na parte anterior da minhoca, 5 a 7 pares de vasos laterais (arcos aórticos ou corações laterais) que possuem zonas contrácteis que impulsionam o sangue do vaso dorsal para o vaso lateral.
Um sistema de transporte inclui, tipicamente: um fluido circulante, um órgão propulsor (geralmente o coração) e um sistema de vasos ou de vasos e de lacunas.
O grau de de complexidade que os animais apresentam condiciona os diferentes tipos de sistemas de transporte, verificando-se, sucessivamente, maior eficiência e complexidade. A eficiência destes sistemas traduz-se na chegada rápida de nutrientes e na remoção de produtos prejudiciais. Existem diferentes tipos de sistemas de transporte.
Sistema circulatório aberto
Quando comparamos sistemas circulatórios constatamos que existe um padrão comum.
- um órgão propulsor que impulsiona o fluido circulante a todo o corpo;
- um sistema de vasos que encaminha o fluido circulante para as diversas direcções.
Muitos invertebrados como os artrópodes e certos moluscos apresentam um sistema circulatório onde o fluido circulante - hemolinfa- nem sempre se encontra dentro de vasos, saindo por vezes para espaços/cavidades chamadas lacunas - vaso dorsal com uma zona contráctil.
Na figura é possível observar um esquema do sistema circulatório aberto de um insecto em que o órgão propulsor impulsiona o fluido circulante ao longo de um conjunto de vasos que abrem em lacunas. Após percorrer as lacunas, o fluido regressa ao coração onde entra por válvulas.
O tempo de chegada do do líquido circulante às células é relativamente longo, visto que o impulso exercido pelo coração se dissipa quando os vasos abrem nos espaços amplos que são as lacunas e a circulação se processa um pouco ao acaso.
Sistema de transporte fechado
A evolução, foi ao longo do tempo, acrescentando aos sistemas mais simples:
- um sistema arterial que distribui o sangue a todo o corpo e funciona como um reservatório de pressão;
- capilares que permitem as trocas de materiais entre o fluido circulante e os tecidos;
- um sistema venoso que traz o sangue de volta oa coração e que funciona como reservatório de volume de sangue.
Este tipo de sistemas é considerado sistema circulatório fechado. O sangue circula sempre dentro de vasos e as trocas decorrem através das respectivas paredes.
No caso da minhoca, existem dois vasos principais, um dorsal que funciona como um coração (impulsiona o sangue por ondas de contracção) e outro ventral, ligados por vasos laterais que ramificam formando redes de capilares onde ocorrem trocas de substâncias com fluido intersticial. Existem, na parte anterior da minhoca, 5 a 7 pares de vasos laterais (arcos aórticos ou corações laterais) que possuem zonas contrácteis que impulsionam o sangue do vaso dorsal para o vaso lateral.
Transporte no xilema
Quando a água e os seus minerais atingem os vasos xilémicos, são transportados até às folhas.
Para explicar este movimento surgiram duas teorias:
1. Pressão radicular;
2. Coesão-tensão.
A - Teoria da Pressão Radicular
Em algumas plantas, como por exemplo no tomateiro, cortando o caule junto ao solo, verifica-se a libertação de água e sais minerais - exsudação - na região seccionada.
Adaptando um tubo manométrico na porção enraizada da planta, verifica-se uma pressão radicular que pode ser media com um manómetro. A pressão é condicionada pelo transporte activo de iões que são lançados no interior dos vasos xilémicos, resultando daí uma concentração mais elevada de iões no interior da raiz em relação à água do solo. Estabelece-se assim uma diferença de pressão asmótica que força a entrada de água na raiz e a ascensão da mesma nos vasos xilémicos.
A pressão radicular não é suficiente para forçar a água a ascender até grandes alturas. No entanto, é um importante mecanismo auxiliar na condução de água no xilema, embora nem todas as plantas desenvolvam pressão de raiz.
B - Teoria da Coesão-Tensão
Nesta teoria, o movimento ascensional de soluto xilémico explica-se do seguinte modo:
a planta, através das folhas, perder água por transpiração;
o conteúdo celular fica mais concentrado e a falta de água é reposta com água vinda das células vizinhas. Eventualmente, esta água pode provir directamente dos vasos xilémicos;
as folhas passam a exercer uma tensão ou força de sucção que se faz sentir ao longo da coluna de xilema do caule;
sujeitos a esta força de sucção, a água e os sais minerais circulam desde a raiz até às folhas, numa coluna contínua;
a continuidade da coluna de liquido é explicada pelas forças de coesão(união de moléculas idênticas) das moléculas de água e adesão(atracção e união de moléculas diferentes) das moléculas de água às paredes dos vasos estreitos do xilema.
O que determina a ascensão de soluto xilémico é, portanto, a sucção transpiratória, já demonstrada por Dixos e Joly no principio do século.
Este mecanismo é conhecido por teoria de Dixon, por mecanismo de coesão-adesão-tensão ou sucção transpiratória.
Sintetizando:
O movimento do soluto xilémico é fundamentalmente devido aos seguintes factores:
#à pressão radicular, que gera uma força no interior da raiz;
#à capacidade, que facilita a ascensão do soluto xilémico(a capilaridade depende da coesão entre as moléculas do líquido e da sua adesão às paredes do xilema);
#à transpiração, que gera uma sucção.
Para explicar este movimento surgiram duas teorias:
1. Pressão radicular;
2. Coesão-tensão.
A - Teoria da Pressão Radicular
Em algumas plantas, como por exemplo no tomateiro, cortando o caule junto ao solo, verifica-se a libertação de água e sais minerais - exsudação - na região seccionada.
Adaptando um tubo manométrico na porção enraizada da planta, verifica-se uma pressão radicular que pode ser media com um manómetro. A pressão é condicionada pelo transporte activo de iões que são lançados no interior dos vasos xilémicos, resultando daí uma concentração mais elevada de iões no interior da raiz em relação à água do solo. Estabelece-se assim uma diferença de pressão asmótica que força a entrada de água na raiz e a ascensão da mesma nos vasos xilémicos.
A pressão radicular não é suficiente para forçar a água a ascender até grandes alturas. No entanto, é um importante mecanismo auxiliar na condução de água no xilema, embora nem todas as plantas desenvolvam pressão de raiz.
B - Teoria da Coesão-Tensão
Nesta teoria, o movimento ascensional de soluto xilémico explica-se do seguinte modo:
a planta, através das folhas, perder água por transpiração;
o conteúdo celular fica mais concentrado e a falta de água é reposta com água vinda das células vizinhas. Eventualmente, esta água pode provir directamente dos vasos xilémicos;
as folhas passam a exercer uma tensão ou força de sucção que se faz sentir ao longo da coluna de xilema do caule;
sujeitos a esta força de sucção, a água e os sais minerais circulam desde a raiz até às folhas, numa coluna contínua;
a continuidade da coluna de liquido é explicada pelas forças de coesão(união de moléculas idênticas) das moléculas de água e adesão(atracção e união de moléculas diferentes) das moléculas de água às paredes dos vasos estreitos do xilema.
O que determina a ascensão de soluto xilémico é, portanto, a sucção transpiratória, já demonstrada por Dixos e Joly no principio do século.
Este mecanismo é conhecido por teoria de Dixon, por mecanismo de coesão-adesão-tensão ou sucção transpiratória.
Sintetizando:
O movimento do soluto xilémico é fundamentalmente devido aos seguintes factores:
#à pressão radicular, que gera uma força no interior da raiz;
#à capacidade, que facilita a ascensão do soluto xilémico(a capilaridade depende da coesão entre as moléculas do líquido e da sua adesão às paredes do xilema);
#à transpiração, que gera uma sucção.
O transporte nas plantas
Designa-se por transporte o movimento de moléculas e de iões entre diferentes compartimentos de um sistema biológico.
Se o transporte se faz entre a célula e o meio exterior, este movimento é controlado pela membrana citoplasmática que determina qual o tipo de molécula ou ião que se move para dentro ou para fora da célula, qual a direcção e a velocidade do transporte.
Os organismos simples, formados por uma célula ou por um número reduzido de células, não necessitam de sistemas de transporte especializados.
Os seres mais complexos, como por exemplo as plantas terrestres, desenvolveram não só um sistema radicular que lhes permite absorver do exterior água e sais minerais, mas também um sistema condutor formado por dois tipos de vasos - o xilema, que transporta essencialmente água e sais minerais e o floema, que transporta água, compostos orgânicos e sais minerais.
Designa-se por translocação a circulação dos fluidos ao longo da planta quer a distâncias curtas(isto é, de célula, através dos plasmodesmos), quer a longas distâncias, em condutas especiais - o xilema e o floema.
Se o transporte se faz entre a célula e o meio exterior, este movimento é controlado pela membrana citoplasmática que determina qual o tipo de molécula ou ião que se move para dentro ou para fora da célula, qual a direcção e a velocidade do transporte.
Os organismos simples, formados por uma célula ou por um número reduzido de células, não necessitam de sistemas de transporte especializados.
Os seres mais complexos, como por exemplo as plantas terrestres, desenvolveram não só um sistema radicular que lhes permite absorver do exterior água e sais minerais, mas também um sistema condutor formado por dois tipos de vasos - o xilema, que transporta essencialmente água e sais minerais e o floema, que transporta água, compostos orgânicos e sais minerais.
Designa-se por translocação a circulação dos fluidos ao longo da planta quer a distâncias curtas(isto é, de célula, através dos plasmodesmos), quer a longas distâncias, em condutas especiais - o xilema e o floema.
Quimiossintese
A quimiossíntese, também designada de fotossíntese bacteriana, é um processo com um menor rendimento energético que a fotossíntese, recorrendo à oxidação de compostos químicos (derivados de enxofre, azoto e ferro, nomeadamente) para a obtenção de energia, que utilizam depois na síntese de compostos orgânicos. É utilizada pelos seres vivos que habitam a grandes profundidades nos oceanos, junto de chaminés vulcânicas, onde a luz não chega e a temperatura pode superar os 400 ºC. Nesta zona, os microorganismos utilizam, principalmente, o sulfureto de ferro como substracto de oxidação.
Este processo é importante no ciclo de materiais dos ecossistemas, nomeadamente do azoto, já que os microorganismos quimiossintécticos oxidam os átomos deste elemento presentes na matéria orgânica em decomposição, libertando óxidos de azoto. Estes elementos são depois absorvidos pelas plantas, que os reincorporam assim no ciclo dos materiais.
Como exemplo de microorganismos que realizam este tipo de processo anabólico, podem-se mencionar alguns tipos de cianobactérias, ferrobactérias (oxidam compostos com ferro), sulfobactérias (recorrem a compostos com enxofre) e as nitrobactérias (oxidam moléculas com azoto), nas quais se encontram dois géneros principais, as Nitrosomonas e as Nitrobacter.
Este processo é importante no ciclo de materiais dos ecossistemas, nomeadamente do azoto, já que os microorganismos quimiossintécticos oxidam os átomos deste elemento presentes na matéria orgânica em decomposição, libertando óxidos de azoto. Estes elementos são depois absorvidos pelas plantas, que os reincorporam assim no ciclo dos materiais.
Como exemplo de microorganismos que realizam este tipo de processo anabólico, podem-se mencionar alguns tipos de cianobactérias, ferrobactérias (oxidam compostos com ferro), sulfobactérias (recorrem a compostos com enxofre) e as nitrobactérias (oxidam moléculas com azoto), nas quais se encontram dois géneros principais, as Nitrosomonas e as Nitrobacter.
Fotossintese
Processo a partir do qual os organismos autotróficos fotossintéticos convertem a matéria mineral (matéria-prima inorgânica) em matéria orgânica, utilizando a energia luminosa. Este processo é realizado por plantas, algas, algumas bactérias e cianobactérias.
A fotossíntese inclui a fixação do dióxido de carbono atmosférico, usado na síntese de hidratos de carbono, resultando na libertação de oxigénio.
A compreensão do processo fotossintético teve por base vários estudos. Entre os vários investigadores, destacam-se:
- Joseph Priestley - em 1771 observou que, ao colocar uma vela num frasco selado, a chama apagava-se antes de a cera ser consumida. Repetindo a experiência, mas colocando no interior do frasco uma planta, verificou a formação de uma substância - o oxigénio - que permitia que a vela ardesse até ao fim.
- Jan Ingenhousz - deu continuidade às experiências de Priestley, observando que a substância responsável pela combustão completa da vela só se formava quando a planta era exposta à luz e que apenas as partes verdes eram capazes de a produzir.
- Jean Senebier - demonstrou, em 1796, que o dióxido de carbono era responsável pela extinção da chama da vela encerrada no frasco e que as plantas fixavam esta molécula durante a fotossíntese.
- Theodore de Saussure - os seus trabalhos mostraram que o dióxido de carbono fixado pelas plantas não era o único responsável pelo seu crescimento. Sugeriu que o aumento de massa se devia também à incorporação de água.
Apenas em 1845 foi estabelecido que a energia solar é armazenada sob a forma de energia química nos produtos resultantes do processo fotossintético.
A fotossíntese pode ser compreendida como um processo físico-químico, traduzido pela seguinte equação geral:
A energia luminosa utilizada na fotossíntese é captada através de pigmentos fotossintéticos - clorofilas (a, b, c e d), carotenóides e ficobilinas (ficoeritrina e ficocianina). Os diferentes tipos de pigmentos fotossintéticos possuem estruturas diversas, permitindo que cada um seja capaz de captar radiações de vários comprimentos de onda.
A faixa do espectro electromagnético correspondente à luz visível - que inclui radiações com comprimentos de onda que vão desde o violeta, com cerca de 380 nm, ao vermelho, com 700 nm - é designada radiação fotossinteticamente activa. As radiações mais eficientes para a fotossíntese são absorvidas pelos pigmentos nas faixas vermelho-alaranjada e azul-violeta do espectro electromagnético.
Os seres autotróficos fotossintéticos possuem um ou mais pigmentos fotossintéticos. Nas plantas superiores, os principais pigmentos fotossintéticos são as clorofilas (a e b) e os carotenóides: as clorofilas são responsáveis pela cor verde característica das plantas, enquanto que os carotenóides, também chamados pigmentos acessórios, são amarelados ou alaranjados.
Nas plantas a fotossíntese ocorre ao nível dos cloroplastos: é na membrana dos tilacóides destes organelos que se localizam as clorofilas.
O processo fotossintético compreende duas fases: a fase fotoquímica (luminosa), dependente da luz, e a fase química (obscura), não dependente da luz.
A fase fotoquímica ocorre nos tilacóides. Nesta etapa têm lugar reacções fotoquímicas importantes:
- fotólise da água - dissociação da molécula de água em oxigénio e hidrogénio, na presença da luz; a água funciona como o dador primário de electrões;
- oxidação da clorofila a - ao ser excitada pela luz, a clorofila a emite electrões, ficando na forma reduzida;
- fluxo de electrões - percurso seguido pelos electrões ao longo de cadeias de transportadores, onde ocorrem transferências energéticas que permitem a fotofosforilação do ADP em ATP;
. redução do NADP+ - os electrões reduzem o NADP+ (aceitador final de electrões) a NAPH.
Para que a fase fotoquímica ocorra é necessária a presença de luz, água, ADP+Pi e NADP+. Os produtos finais são O2, ATP, NADPH e H+.
A fase química, também denominada ciclo de Calvin ou ciclo fotossintético redutor do carbono, ocorre no estroma e compreende um conjunto de reacções que não dependem da luz.
Ali, o dióxido de carbono é fixado, combinando-se com a ribulose difosfato (RuDP). Os electrões do NADPH e o ATP, produzidos na fase fotoquímica, são utilizados na produção do aldeído fosfoglicérido (PGAL), que pode seguir duas vias - intervir na regeneração da ribulose difosfato ou ser usado na síntese da glicose.
A fase não dependente da luz requer a presença de ATP, NADPH e CO2. Os produtos finais desta fase são glicose, ADP+Pi, NADP+ e RuDP.
A fotossíntese pode ser influenciada por vários factores, internos e externos. Os factores internos podem ser, por exemplo, a estrutura dos cloroplastos e das folhas, o teor de pigmentos fotossintéticos, a quantidade de produtos fotossintéticos acumulada nos cloroplastos, a concentração de enzimas e de nutrientes. Exemplos de factores externos que interferem com o processo fotossintético são a luz, a temperatura, a salinidade, o grau de hidratação e a pressão parcial de CO2.
A fotossíntese inclui a fixação do dióxido de carbono atmosférico, usado na síntese de hidratos de carbono, resultando na libertação de oxigénio.
A compreensão do processo fotossintético teve por base vários estudos. Entre os vários investigadores, destacam-se:
- Joseph Priestley - em 1771 observou que, ao colocar uma vela num frasco selado, a chama apagava-se antes de a cera ser consumida. Repetindo a experiência, mas colocando no interior do frasco uma planta, verificou a formação de uma substância - o oxigénio - que permitia que a vela ardesse até ao fim.
- Jan Ingenhousz - deu continuidade às experiências de Priestley, observando que a substância responsável pela combustão completa da vela só se formava quando a planta era exposta à luz e que apenas as partes verdes eram capazes de a produzir.
- Jean Senebier - demonstrou, em 1796, que o dióxido de carbono era responsável pela extinção da chama da vela encerrada no frasco e que as plantas fixavam esta molécula durante a fotossíntese.
- Theodore de Saussure - os seus trabalhos mostraram que o dióxido de carbono fixado pelas plantas não era o único responsável pelo seu crescimento. Sugeriu que o aumento de massa se devia também à incorporação de água.
Apenas em 1845 foi estabelecido que a energia solar é armazenada sob a forma de energia química nos produtos resultantes do processo fotossintético.
A fotossíntese pode ser compreendida como um processo físico-químico, traduzido pela seguinte equação geral:
A energia luminosa utilizada na fotossíntese é captada através de pigmentos fotossintéticos - clorofilas (a, b, c e d), carotenóides e ficobilinas (ficoeritrina e ficocianina). Os diferentes tipos de pigmentos fotossintéticos possuem estruturas diversas, permitindo que cada um seja capaz de captar radiações de vários comprimentos de onda.
A faixa do espectro electromagnético correspondente à luz visível - que inclui radiações com comprimentos de onda que vão desde o violeta, com cerca de 380 nm, ao vermelho, com 700 nm - é designada radiação fotossinteticamente activa. As radiações mais eficientes para a fotossíntese são absorvidas pelos pigmentos nas faixas vermelho-alaranjada e azul-violeta do espectro electromagnético.
Os seres autotróficos fotossintéticos possuem um ou mais pigmentos fotossintéticos. Nas plantas superiores, os principais pigmentos fotossintéticos são as clorofilas (a e b) e os carotenóides: as clorofilas são responsáveis pela cor verde característica das plantas, enquanto que os carotenóides, também chamados pigmentos acessórios, são amarelados ou alaranjados.
Nas plantas a fotossíntese ocorre ao nível dos cloroplastos: é na membrana dos tilacóides destes organelos que se localizam as clorofilas.
O processo fotossintético compreende duas fases: a fase fotoquímica (luminosa), dependente da luz, e a fase química (obscura), não dependente da luz.
A fase fotoquímica ocorre nos tilacóides. Nesta etapa têm lugar reacções fotoquímicas importantes:
- fotólise da água - dissociação da molécula de água em oxigénio e hidrogénio, na presença da luz; a água funciona como o dador primário de electrões;
- oxidação da clorofila a - ao ser excitada pela luz, a clorofila a emite electrões, ficando na forma reduzida;
- fluxo de electrões - percurso seguido pelos electrões ao longo de cadeias de transportadores, onde ocorrem transferências energéticas que permitem a fotofosforilação do ADP em ATP;
. redução do NADP+ - os electrões reduzem o NADP+ (aceitador final de electrões) a NAPH.
Para que a fase fotoquímica ocorra é necessária a presença de luz, água, ADP+Pi e NADP+. Os produtos finais são O2, ATP, NADPH e H+.
A fase química, também denominada ciclo de Calvin ou ciclo fotossintético redutor do carbono, ocorre no estroma e compreende um conjunto de reacções que não dependem da luz.
Ali, o dióxido de carbono é fixado, combinando-se com a ribulose difosfato (RuDP). Os electrões do NADPH e o ATP, produzidos na fase fotoquímica, são utilizados na produção do aldeído fosfoglicérido (PGAL), que pode seguir duas vias - intervir na regeneração da ribulose difosfato ou ser usado na síntese da glicose.
A fase não dependente da luz requer a presença de ATP, NADPH e CO2. Os produtos finais desta fase são glicose, ADP+Pi, NADP+ e RuDP.
A fotossíntese pode ser influenciada por vários factores, internos e externos. Os factores internos podem ser, por exemplo, a estrutura dos cloroplastos e das folhas, o teor de pigmentos fotossintéticos, a quantidade de produtos fotossintéticos acumulada nos cloroplastos, a concentração de enzimas e de nutrientes. Exemplos de factores externos que interferem com o processo fotossintético são a luz, a temperatura, a salinidade, o grau de hidratação e a pressão parcial de CO2.
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 reacções 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
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 restículo 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, respectivamente.
Ingestão
A digestão pode ser intracelular ou extra-celular. se for extra-celular pode ser intra-corporal ou extra-corporal.
• 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.
Digestão
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 restículo 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, respectivamente.
Ingestão
A digestão pode ser intracelular ou extra-celular. se for extra-celular pode ser intra-corporal ou extra-corporal.
• 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.
Transporte de materiais através da membrana plasmática
Em todas as células e membrana plasmática permite a entrada e saída de substâncias de que as células necessitam e a saída de produtos resultantes da sua actividade. Uma das suas propriedades fundamentais é a permeabilidade selectiva (apenas deixa passar o que lhe interessa). Os mecanismos pelos quais ocorrem as trocas de materiais através da membrana celular são variados. Alguns são controlados por processos físicos (transporte não mediado) e noutros intervêm proteínas da membrana (transporte mediado).
Transporte não mediado
Muitas substâncias atravessam a membrana celular a favor do gradiente de concentração, ou seja, do meio onde se encontram em maior concentração para o meio onde se encontram em menor, atingindo assim um equilíbrio térmico entre os dois meios.
Osmose: movimento da água através de uma membrana selectivamente permeável, é um caso particular de difusão de difusão simples.
| Tipo de solução | Concentração de solutos | Potencial da água | Descrição |
| Isotónica (isos = igual; tónos = vigor) | Igual à solução comparada | Igual à solução comparada | A concentração de solutos á igual nas duas soluções. |
| Hipertónico (hiper = muito; tónos = vigor) | Elevado | Baixo | Solução ou meio com elevada concentração de soluto. |
| Hipotónico ( hipo = pouco; tónos = vigor) | Baixa | Elevada | Solução ou meio com baixa concentração de soluto. |
Meio hipotónico – a célula sofre pressão de turgescência, fica túrgida.
Meio hipertónico – a célula sofre plasmólise, fica plasmolisada.
Transporte mediado
O movimento de algumas substâncias através da membrana celular verifica-se devido á intervenção de proteínas transportadoras específicas.
Ao nível celular são comuns os processos de difusão facilitada e de transporte activo.
Difusão facilitada: o transporte de certas substâncias como a glicose e os aminoácidos ocorre a favor do gradiente de concentração, mas as partículas não se movimentam livremente, intervindo nesse transporte proteínas transportadoras da membrana. Essas proteínas são específicas e designam-se por permeases (enzimas). Etapas da difusão facilitada:
- Ligação de uma molécula de soluto á permease;
- Alteração da forma da proteína, o que permite a transferência dessa partícula através da membrana:
- Retorno da permease á sua conformação inicial.
Transporte activo: caracteriza-se por ser o transporte de uma substância através de uma membrana biológica contra o gradiente de concentração, havendo assim gasto de energia. Intervêm proteínas específicas (enzimas) da membrana pelo que é também um transporte mediado.
Transporte em quantidade
As células podem transferir para o seu interior ou libertar para o exterior macromolèculas tais com proteínas ou conjuntos de partículas de dimensões variadas.
1- Meio extracelular 2- Citoplasma 3- Vesícula endicítica
Conhecem-se vários tipos de endocitose, como a fagocitose e a pinocitose:
Fagositose: 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 actividade de células do sistema imunitário de muitos animais.
1- Material alimentar 2- Pseudópodes 3- Vesícula fagocítica
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.
1- Gotículas de fluido 2- Membrana plasmática 3- Meio extracelular 4- Vesícula pinocitica 5- Citoplasma
Exocitose: transporte de material para o exterior da célula. As vesículas contendo macromoléculas movem-se até à membrana. Efectua-se assim a fusão da membrana da vesícula com a membrana celular e o conteúdo da vesícula liberta-se o meio extracelular.
1- Meio extracelular 2- Vesícula endicítica 3- Citoplasma
Estrutura e composiçao da membrana plasmatica celular
As moléculas lipídicas constituem 50% da massa da maioria das membranas de células animais, sendo o restante, constituído de proteínas. As moléculas lipídicas são anfipáticas, pois possuem uma extremidade hidrofílica ou polar (solúvel em meio aquoso) e uma extremidade hidrofóbica ou não-polar (insolúvel em água).
Os três principais grupos de lipídios da membrana são os fosfolipídeos, o colesterol e os glicolipídeos.
Os fosfolipídeos possuem uma cabeça polar e duas caudas de hidrocarboneto hidrofóbicas (característica que confere a dupla camada lipídica). As caudas são normalmente ácidos graxos com diferenças no comprimento, o que influi na fluidez da membrana.
As moléculas de colesterol aumentam as propriedades de permeabilidade das duplas camadas lipídicas. Ela torna a bicamada lipídica menos sujeita a deformações, e assim, diminui a permeabilidade da membrana.
Os glicolipídeos auxiliam na proteção da membrana plasmática em condições adversas, como pH baixo. Sua presença altera o campo elétrico através da membrana e das concentrações dos íons na superfície da membrana. Acredita-se que essas moléculas participem dos processos de reconhecimento celular, e alguns glicolipídeos propiciam pontos de entrada para algumas toxinas bacterianas.
A membrana plasmática não é uma estrutura estática, os lipídios movem-se proporcionando uma fluidez à membrana. Os lipídios podem girar em torno de seu próprio eixo, podem difundir-se lateralmente na monocamada, migrar de uma monocamada para outra (flip-flop) que acontece raramente, e movimentos de flexão por causa das cadeias de hidrocarbonetos.
Moleculas da vida
A célula é uma organização de moléculas, extremamente complexa , e a vida resulta do relacionamento entre elas, segundo um plano harmoniosamente estabelecido. Umas garantem a estrutura da célula; outras, asseguram os diversos mecanismos de captação de energia e de matéria, e a sua transformação; outras ainda, ocupam-se da emissão ou da recepção e descodificação de informação exógena. Finalmente, uma pequena classe de moléculas, assume o papel fulcral de registar e perpetuar a informação subjacente ao referido plano de funcionamento.
As moléculas que intervêm na estrutura e no funcionamento da célula viva, designam-se por moléculas biológicas ou biomoléculas ou ainda, por moléculas da vida. Agrupam-se habitualmente em quatro classes: glúcidos, prótidos, lípidos e nucleótidos. A estas quatro classes, é de toda a justiça acrescentar uma quinta: a água.
Água
#intervém nas reacções quimicas
#actua como meio da difusão de muitas substancias
#é um regulador de temperatura, pois em presença de grandes variações de temperatura do meio experimenta pequenas variações
#intervém nas reacções de hidrólise
#excelente solvente, serve de veículo para materiais nutritivos necessários as células e produtos de excreção.
Hidratos de carbono
# constituídos por carbono, oxigénio e hidrogénio
#unidade estrutural: monossacarideos
#oligossacarideos: moléculas constituídas por duas a dez moléculas de monossacarideos ligadas entre si (ligação glicosidica), de que sao exemplo: a sacarose, a maltose e a frutose
#polissacarideos: hidratos de carbono complexos de que são exemplo: o amido , a celulose e o glicogéneo
#função energética
#função estrutural
Lípidos
#fraca solubilidade na água
#formados por ácidos gordos e glicerol
#triglisserideos: formados por uma molécula de glicerol e três de ácidos gordos
#fosfolipidos:formados por uma extremidade hidrofilica(composto azotado, acido fosforico e glicerol) e uma estremidade hidrofobica (tres moleculas de acidos gordos)
#função de reserva energética
#função estrutural
#funçao protectora
#função vitamínica e hormonal
Prótidos
#unidade estrutural: aminoacido (grupo amina e grupo carboxilo)
#peptidos: duas moléculas de aminoácidos ligadas por uma ligação peptidica
#proteínas:são constituídas por uma ou mais cadeias polipeptidicas e possuem uma estrutura tridimensional definida
#função estrutural
#função enzimática
#função de transporte
#função hormonal
#função de defesa
#função motora
#função de reserva alimentar.
Ácidos nucleicos
#DNA, formado por :grupo fosfato, pentose (desoxirribose) e uma base azotada (adenina, citosina, guanina e timina)
#RNA, formado por : grupo fosfato, pentose (ribose) e uma c«base azotada (citosina, uracilo, adenina e guanina)
#intervem na sintese de proteínas(DNA eRNA)
#diversidade da vida, pois cada organismo contem o seu DNA que o torna único (DNA)
#suporte universal da informação genética, intervem na actividade celular e é responsável pela transmissão da informação genética de geração em geração. (DNA)
As moléculas que intervêm na estrutura e no funcionamento da célula viva, designam-se por moléculas biológicas ou biomoléculas ou ainda, por moléculas da vida. Agrupam-se habitualmente em quatro classes: glúcidos, prótidos, lípidos e nucleótidos. A estas quatro classes, é de toda a justiça acrescentar uma quinta: a água.
Água
#intervém nas reacções quimicas
#actua como meio da difusão de muitas substancias
#é um regulador de temperatura, pois em presença de grandes variações de temperatura do meio experimenta pequenas variações
#intervém nas reacções de hidrólise
#excelente solvente, serve de veículo para materiais nutritivos necessários as células e produtos de excreção.
Hidratos de carbono
# constituídos por carbono, oxigénio e hidrogénio
#unidade estrutural: monossacarideos
#oligossacarideos: moléculas constituídas por duas a dez moléculas de monossacarideos ligadas entre si (ligação glicosidica), de que sao exemplo: a sacarose, a maltose e a frutose
#polissacarideos: hidratos de carbono complexos de que são exemplo: o amido , a celulose e o glicogéneo
#função energética
#função estrutural
Lípidos
#fraca solubilidade na água
#formados por ácidos gordos e glicerol
#triglisserideos: formados por uma molécula de glicerol e três de ácidos gordos
#fosfolipidos:formados por uma extremidade hidrofilica(composto azotado, acido fosforico e glicerol) e uma estremidade hidrofobica (tres moleculas de acidos gordos)
#função de reserva energética
#função estrutural
#funçao protectora
#função vitamínica e hormonal
Prótidos
#unidade estrutural: aminoacido (grupo amina e grupo carboxilo)
#peptidos: duas moléculas de aminoácidos ligadas por uma ligação peptidica
#proteínas:são constituídas por uma ou mais cadeias polipeptidicas e possuem uma estrutura tridimensional definida
#função estrutural
#função enzimática
#função de transporte
#função hormonal
#função de defesa
#função motora
#função de reserva alimentar.
Ácidos nucleicos
#DNA, formado por :grupo fosfato, pentose (desoxirribose) e uma base azotada (adenina, citosina, guanina e timina)
#RNA, formado por : grupo fosfato, pentose (ribose) e uma c«base azotada (citosina, uracilo, adenina e guanina)
#intervem na sintese de proteínas(DNA eRNA)
#diversidade da vida, pois cada organismo contem o seu DNA que o torna único (DNA)
#suporte universal da informação genética, intervem na actividade celular e é responsável pela transmissão da informação genética de geração em geração. (DNA)
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