A CONQUISTA DO AMBIENTE TERRESTRE PELOS VEGETAIS- ESCOLA JOÃO
LUIZ DE GODOY MOREIRA - E.M. 3ª
SÉRIES A, B, C, D.- SEMANA DE 30
DE NOVEMBRO A 04 DE DEZEMBRO
A
ORIGEM DA FOTOSSÍNTESE
Os
vegetais são seres autótrofos, ou seja, seres que conseguem
produzir seu próprio alimento através de um fenômeno que chamamos de fotossíntese.
Para
que qualquer vegetal consiga realizar esse processo, ele necessita de luz, gás
carbônico e água.
Hoje
em dia, sabemos que os vegetais são a base da cadeia alimentar e que grande
parte dos seres vivos depende desse fenômeno para sobreviver.
No
entanto, nem sempre foi assim, pois muitos estudiosos acreditavam que os
vegetais conseguiam seu alimento diretamente do solo.
Jan
Baptist Van Helmont foi um dos primeiros a observar
como ocorria a nutrição das plantas.
Após
colocar uma planta de salgueiro em um vaso de cerâmica e aguá-la
constantemente, ele observou que, ao final de cinco anos, a planta havia
crescido e se desenvolvido bem e que a quantidade de terra no vaso continuava a
mesma.
A
partir dessa observação, ele concluiu que os vegetais conseguiam produzir todas
as substâncias de que necessitavam a partir da água e não do solo como
imaginavam.
No
ano de 1727, o cientista inglês Stephan Hales divulgou, após
algumas pesquisas, que os vegetais utilizavam o ar para produzir as substâncias
de que necessitavam e, em 1772.
Joseph
Priestley fez uma descoberta muito interessante. Ao colocar uma planta
e uma vela dentro de um recipiente, ele observou que a vela não se apagava e
que o fato de ela não se apagar estava ligado à presença da planta dentro do
mesmo recipiente.
Depois
desse e de outros experimentos, Priestley verificou que o ar permanecia puro e
respirável por causa das plantas e que elas eram capazes de produzir
substâncias para purificá-lo.
Em
1796, Jan Ingen-Housz refez os experimentos de Priestley confirmando-o
e, a partir de outras pesquisas, concluiu que apenas as partes verdes das
plantas eram capazes de “purificar o ar”.
Em
1804, Nicholas de Saussure chegou à conclusão de que a água
também tinha importante participação nesse processo de produção de substâncias
pelas plantas e demonstrou também que na presença de luz as plantas absorviam
gás carbônico e liberavam oxigênio, sendo que no escuro ocorria o inverso.
No
ano de 1905, Blackman, pesquisando sobre os efeitos que a
concentração de gás carbônico, a luminosidade e a temperatura tinham sobre o
processo fotossintético, descobriu que no fenômeno da fotossíntese havia dois
tipos de reações, as que ocorriam na presença de luz e as que ocorriam no escuro.
No
ano de 1920, Van Niel, um estudante de graduação da Universidade de
Stanford, a partir de estudos feitos com bactérias, sugeriu que era a água e
não o dióxido de carbono que se degradava gerando o oxigênio na
fotossíntese.
Melvin
Calvin, Andrew Benson e seus
colaboradores confirmaram as conclusões de Van Niel e a partir de outros
experimentos conseguiram identificar qual era o papel do carbono no processo
fotossintético, além de elucidarem como os aminoácidos, carboidratos e outros
compostos orgânicos eram produzidos no processo fotossintético.
Por esse estudo, Calvin foi premiado, no
ano de 1961, com o Prêmio Nobel de Química.
Na
década de 1960, os cientistas H. P. Kortshak, M. D. Hatch e C.
R. Slackdescobriram que nas plantas superiores ocorria outro ciclo além do
ciclo já explicado por Calvin. A esse novo ciclo deu-se o nome de Ciclo dos
Ácidos Dicarboxílicos.
As plantas são organismos que se
originaram de algas verdes (Reino Protista),
Sendo a semelhança entre as suas
clorofilas (a e b) o fator indicativo disso.
Se pararmos para pensar um pouco, vamos ver
que as algas representam um grupo eminentemente aquático, enquanto as plantas,
de modo geral, estão mais bem representadas no meio terrestre.
Ou seja, em um dado momento, houve uma
transição do meio aquático para o terrestre, levando a inúmeras adaptações por
parte dos vegetais.
Um fator óbvio associado a essa passagem é a
menor disponibilidade de água no meio terrestre. Em razão disso, foram
selecionados mecanismos para evitar a perda de água entre as plantas, como a
cutícula de cera que envolve principalmente as folhas, tornando-as
impermeáveis, e os estômatos, estruturas responsáveis pelo controle de entrada
e saída de gases e de água pelas folhas.
Outras estruturas importantes são
as raízes - para a ancoragem e a absorção de água e nutrientes do solo - e o
caule - para a sustentação (antes provida pela água, mais densa, na qual as
algas estão imersas).
Na reprodução, também temos agora
meios que independem da água para o "trânsito" dos gametas, associado
a um sistema de dispersão por meio de sementes.
Na classificação dos vegetais,
observamos a influência dessa transição: as briófitas (musgos) se separam dos
outros grupos em razão da ausência de um sistema condutor de água, motivo pelo
qual têm seu tamanho limitado a poucos centímetros.
As pteridófitas (samambaias)
possuem vasos, mas ainda não produzem flores nem sementes, limitando sua
dispersão.
As gimnospermas (pinheiros)
possuem vasos, flores e sementes, mas não desenvolvem frutos para a proteção
das sementes, reduzindo seu sucesso reprodutivo e dispersão se comparadas às
angiospermas (com frutos)....
VÍDEO SOBRE A CONQUISTA DO AMBIENTE TERRESTRE PELAS PLANTAS-
As rochas são compostas de
minerais, ao contrário da matéria orgânica que compõe os seres vivos
(carboidratos, lipídios e proteínas).
As temperaturas usuais que
prevalecem na superfície da Terra, fazem as rochas serem sólidas, no entanto, a
temperaturas mais altas, elas podem ser líquidas como a lava de um vulcão.
As rochas e o solo são
importantíssimos para nosso planeta e o desenvolvimento da vida.
O planeta Terra é formado por
camadas, entre as camadas sólidas estão a crosta terrestre, o manto e o núcleo
A
crosta terrestre é a parte externa dessas três camadas, tem aproximadamente 500
km de espessura em média. É formada pelas rochas e o solo. Nesta camada em que
se concentra os seres vivos e toda a civilização humana.
O
manto é a camada logo abaixo da crosta terrestre, em alguma parte está bem
próxima a superfície. Caracteriza-se por rocha derretida (magma) em sua parte
mais inferior e rochas mais rígidas na sua parte superior.
O
núcleo pode ser dividido em núcleo interno que rígido e formado por ferro e níquel
e o núcleo externo que é liquido. Devido a concentração de ferro no núcleo, a
Terra possui um campo magnético que nos protege contra a radiação solar.
O
que são minerais
Os
minerais são elementos que compõe as rochas
Ex: quartzo,
feldspatos, micas, olivina, anfibólios, piroxena, minerais de argila.
Em
alguns casos, uma pedra pode ser feita de um único mineral.
Se
uma rocha é feita de vários minerais, ela é chamada de rocha polida mineral.
Por
exemplo, o granito consiste essencialmente em três tipos de minerais:
micas, feldspatos, quartzo. Cada mineral possui uma composição química
específica.
Ex: Sílica
(Sio2); calcita que constitui calcário (CaCo3).
Os
minerais estão principalmente na forma de cristais.
Um
cristal é caracterizado por uma rede cristalina na qual os
átomos são montados geometricamente.
Quando
a matéria mineral ou os minerais não estão organizados em uma rede cristalina,
falamos de estrutura com argamassa ou vermes.
Ex: em
rochas vulcânicas que resfriaram rapidamente o que impede a cristalização de
minerais, a maioria dos minerais contém sílica e alumínio.
Sílica
é uma combinação de silício e oxigênio, sendo o silício, o oxigênio e o
alumínio os três principais constituintes da crosta terrestre.
A classificação e tipos de rochas
O
geólogo classifica as rochas de acordo com sua origem e composição, existem
três tipos principais de rochas:
São qualificadas como rochas
vulcânicas quando se formam durante as erupções na superfície da terra ou de
rochas plutônicas quando são formadas por resfriamento e cristalização a fundo.
Formação das rochas vulcânicas
Quando
os vulcões entram em atividade, eles lançam na superfície um material pastoso
que nada mais que rocha derretida.
Esse
material é o magma e tem origem nas camadas mais profundas. Na forma de lava,
flui mais ou menos líquido da cratera de um vulcão e pode ter vários tamanhos e
diferentes formas.
O
acúmulo, resfriamento e solidificação desses materiais dão origem a uma grande
diversidade de rochas vulcânicas.
A
maioria do magma é criada pela fusão parcial de Peridotitos, que é a rocha que
constitui a parte superior do manto.
Esta
fusão pode ser realizada em diferentes profundidades (entre 1 e 10 km de nível
da cordilheira oceânica e da ordem de 100 km em geral), parte da rocha derrete,
dando origem a um líquido de Natureza basáltica.
Esta
última migrará, subirá e reagrupará ao nível de grandes bolsões ou
reservatórios magmáticos antes de ser emitido na superfície.
As
rochas vulcânicas têm uma estrutura microlítica qualificada que consiste de
grandes cristais, e pequenos cristais que são chamados micrólitos e vidro
(fracção não-cristalizado da rocha).
No
caso de um resfriamento súbito, a lava não tem tempo para cristalizar e congela
na forma de vidro que forma as obsidianas.
A
rápida solidificação de uma lava rica em gás pode estar na origem de uma rocha
que contém uma grande quantidade de vacúolos.
Os diferentes tipos de rochas
vulcânicas
As
rochas vulcânicas mais importantes são basaltos, andesitos, traquitos e
riolitos.
O
basalto é uma rocha escura e densa, eles correspondem a um fluxo de lava
predominantes ou vulcanismo.
Os
andesitos são mais ou menos rochas cinzentas vacuolar, geralmente
correspondendo ao vulcanismo explosivo, por exemplo em zonas de subducção
(Andes, Japão ou Indonésia). Os riólitos são encontrados no vulcanismo das
zonas de subducção.
DIFERENTES TIPOS DE ROCHAS
A formação de rochas magmáticas
plutônicas
As
rochas magmáticas plutônicas são sempre granulosas (presença de cristais
visíveis a olho nu).
São formados pela solidificação de um magma em
profundidade (resfriamento lento) o mesmo magma pode dar uma rocha vulcânica se
fluir na superfície e um rocha mais tonificada se cristalizar em camadas mais
profundas.
Diferentes tipos de rochas
plutônicas
A
rocha plutônica mais comum é o granito, dioritos e gabros.
Granito
É
composto por três tipos de minerais: mica, feldspatos e quartzo. Cores
diferentes, tamanho e proporção de minerais explicam a diversidade da aparência
granítica: rosa, cinza / azul, branco.
Os
granitos afloram em muitas regiões: altas montanhas, colinas ou litoral.
Os
afloramentos são numerosos e ocupam grandes áreas em montanhas antigas.
Afloramentos ocupam áreas menores nas montanhas jovens.
Ex:
os dioritos ou os granodioritos, os granitos provêm do
resfriamento muito lento do magma localizado a poucos quilômetros ou
dez quilômetros de profundidade.
Estas
rochas são completamente cristalizadas, ao contrário das rochas vulcânicas.
Rochas sedimentares
As
rochas sedimentares nascem na superfície da terra, geralmente depositando
materiais no fundo de um mar na costa em um delta ou, mais raramente, na
superfície de um continente.
Os
materiais que constituem essas rochas (sedimentos). na maioria das vezes vêm da
erosão de outras rochas.
As rochas sedimentares
representam 5% do volume da crosta terrestre, cobrindo 75% da sua superfície.
Então eles são poucos em
profundidade, mas muito na superfície.
Estas rochas estão muito
presentes nas paisagens. Existem 4 origens possíveis para rochas sedimentares:
·Origem de detritos: (alteração e erosão de rochas
pré-existentes, seguida de deposição e consolidação de transporte e
sedimentos).
·Estes são conglomerados, brechas, arenitos e margas.
·Origem bioquímica (depósitos de sedimentos ligados à atividade
de seres vivos) são calcários.
·Origem biológica (formação de sedimentos a partir de restos de
organismos em decomposição). Estes são petróleo e carvão.
Existem
também dois tipos de rochas sedimentares: rochas moles (areias, siltes) e
rochas sólidas (arenito, calcário).
A passagem do sedimento macio
para uma rocha coerente (sólida) é chamada de diagênese.
A diagênese ocorre
principalmente por sedimentação de sedimentos, remoção de água e consolidação
por cristalização ou cimentação.
As
rochas sedimentares são frequentemente rochas empilhadas umas sobre as outras e
retêm em sua estrutura vestígios de sua origem por depósitos sucessivos.
Nas rochas sedimentares, fósseis são
frequentemente observados.
Tipos de Rochas sedimentares
Os
tipos de rochas sedimentares mais comuns são, areias, arenito, argila, argilito
e calcário.
A
cimentação é realizada pela circulação de água e depósitos de cimento natural
(sílica, calcário) entre os espaços livres entre os grãos.
Conglomerados
são arenitos de grão grosso com uma grande proporção de cascalho e, por vezes,
seixos.
Argilas
A
argila é uma rocha sedimentar de origem detrítica composta de elementos
finos. A argila é uma rocha porosa, friável e tenra.
Na
presença de água, a argila inchada torna-se impermeável e plástica (maleável).
Ao secar a argila novamente se torna porosa e friável, essa rocha se retrai e
fissura desenhando declives poligonais.
A
argila consiste em elementos finos e partículas friáveis. As camadas de argila
são camadas impermeáveis do subsolo que podem delimitar as águas
subterrâneas.
Uma
marga é uma rocha sedimentar composta por uma mistura de 50% de argila e 50% de
calcário.
Esta
rocha tem aproximadamente as mesmas propriedades que as argilas, mas com menor
impermeabilidade e plasticidade.
O
barro vem da sedimentação de elementos finos e leves que se assentam apenas em
águas calmas (lago, margens de rios, estuários, fora dos oceanos).
Partículas
de argila também podem ser levadas pelo vento (por exemplo, durante as últimas
grandes glaciações 10.000-15.000 anos).
A
argila também pode ser transformada em argilita, que é uma rocha sedimentar
mais sólida (argila compactada).
Calcário
O
calcário consiste em cristais de calcita e aragonita (CaCO3).
As
camadas de rochas calcárias são geralmente grandes platôs sub-horizontais
(aproximadamente horizontais) marcados mais ou menos profundamente pelos rios.
As
regiões calcárias são caracterizadas por um planalto sub-horizontal. Nestes
platôs a rocha nua quando não coberta com o solo.
Ele mostra muitas rachaduras que
são chamadas de juntas superficiais que constituem um lapiás.
Há também depressões mais ou
menos circulares chamadas dolina. Estas regiões também são caracterizadas por
paredes verticais (falésias).
O calcário é uma rocha que é
estratificada
Como o calcário é formado?
Existem
calcários lacustres, nascentes petrificantes (tufos e travertinos: rochas),
cavernas (estalactites e estalagmites).
Origem:
é uma precipitação de CaCO3 dissolvido em água. Pode ser devido ao fato de que
pode ter evaporação, aumentar a temperatura.
As rochas metamórficas
As
rochas metamórficas correspondem a antigas rochas pré-existentes (magmáticas,
sedimentares ou metamórficas e que sofreram grandes transformações por pressão
e temperatura
Sua
incidência aumenta mais geralmente durante a formação de uma cadeia montanhosa.
O metamorfismo é o conjunto de
transformações pelas quais as rochas sofrem sob condições de pressão e
temperaturas diferentes das de suas formações.
As rochas metamórficas são
observadas principalmente nos maciços montanhosos, durante o fenômeno de
colisão, as rochas pré-existentes são enterradas profundamente, o que provoca
um aumento na temperatura e a pressão na origem do metamorfismo, as
transformações ocorrem em o estado sólido e são favorecidos pela água.
Em resposta às tensões tectônicas, as rochas
são deformadas, resultando em sua folhagem (xisto).
Os diferentes tipos de rochas
metamórficas
Granito
=> gnaisse
Basalto
==> Anfibolito
Calcário
==> mármore
Argila
==> ardósia, xisto
Areias
==> quartzitos
Um
xisto é uma rocha composta de folhetos que podem ser cortados por clivagens
O
mármore é um calcário antigo inteiramente recristalizado.
As rochas e o solo também podem
ter outras divisões
A litosfera está dividida em
várias placas de rocha sólida, chamadas de placas tectônicas,
sobre as quais estão os continentes e o fundo dos oceanos.
A ideia de que a crosta da Terra
é formada por placas em movimento é conhecida como tectônica global ou tectônica de placas.
Quando duas placas entram em
choque, suas margens podem ser comprimidas e erguidas, isso pode fazer
com que se levante verdadeiras cadeias de montanhas
(cordilheiras),como os Andes, os Alpes e o Himalaia.
Terremotos,
Tsunamis e erupções vulcânicas são resultado do movimento das placas tectônicas
e do calor do magma no interior na Terra.
As rochas e o solo como conhecemos hoje, são
de certa forma resultados dessa dinâmica.
O DNA
carrega a informação hereditária (é passada de pais para filhos), fornecendo códigos
informativos de como (e quando) fazer as muitas proteínas necessárias para
construir e manter o funcionamento das células até a formação de um organismo
completo.
DNA e RNA
Ácidos nucleicos, são macromoléculas feitas
de unidade chamadas nucleotídeos.
Há
duas variedades naturais: ácido desoxirribonucleico (DNA) e ácido ribonucleico (RNA).
O DNA é o material genético encontrado em
seres vivos, desde bactérias unicelulares até mamíferos multicelulares , também
como os seres humanos.
Alguns vírus usam RNA, não DNA, como seu material genético,
mas não são tecnicamente considerados vivos (já que não podem reproduzir sem
ajuda de um hospedeiro).
DNA - Nos sereseucariontes
Nasplantas e animais, o DNA é encontrado no núcleo,
da célula, essa organelaé especializada
e protegida por uma membrana nuclear, assim como em outros tipos de organelas (como
as mitocôndrias e os cloroplastos das plantas).
Nos procariontes, como as bactérias,
o DNA não está em um envelope de membrana, apesar de estar localizado em uma
região celular especializada chamada de nucleoide.
Em seres vivos eucariontes, o DNA é dividido em longos pedaços lineares
chamados cromossomos, e. nos procariontes como bactérias, os
cromossomos são muito menores e geralmente circulares (em forma de anel).
Um cromossomo pode conter dezenas de milhares de genes, cada um provendo instruções de como fazer um
produto específico que a célula precisa.
Dentro
da célula, um nucleotídeo se unem a outros, e cada vez mais por essa união, ao
final de uma cadeia de polinucleotídeos estará ligado a uma série de três
grupos fosfato.
Quando
o nucleotídeo se junta a cadeia crescente de DNA ou RNA, perde dois grupos
fosfato.
Portanto, em uma cadeia de DNA ou
RNA, cada nucleotídeo tem apenas um grupo fosfato.
O
açúcar de cinco carbonos no DNA é chamado de desoxirribose, No RNA,
o açúcar é ribose.
Na
estrutura de DNA e RNA existe a diferença:
O RNA,
seu açúcar -e a ribose que se liga a um grupo hidroxila, já, o carbono
equivalente da desoxirribose tem um hidrogênio.
Os átomos de carbono de uma molécula de açúcar de nucleotídeo são
numerados como 1', 2', 3', 4', e 5' (1' é lido como “uma linha").
Num nucleotídeo, o açúcar ocupa uma posição central, com a base ligada a
seu carbono 1' e o grupo (ou grupos) fosfato ligado(s) ao carbono 5'.
Bases nitrogenadas
As
bases nitrogenadas dos nucleotídeos são moléculas orgânicas (com base de
carbono) feitas de estruturas anelares contendo nitrogênio.
As bases
nitrogenadas são compostas fracamente básicas e por isso são chamados
de base. O deslocamento dos elétrons entre os átomos no anel confere а
maioria das ligações caráter parcial de ligação dupla, o que, por sua vez,
confere as pirimidinas e as purinas aromaticidade
Adenina
e guanina são purinas, o que significa que suas
estruturas contêm dois anéis de carbono-nitrogênio unidos.
Citosina
e timina, em contraste, são pirimidinas e
têm um único anel de carbono-nitrogênio.
Os
nucleotídeos de RNA também podem apresentar as bases adenina, guanina e
citosina., mas em vez de timina eles têm outra base pirimidina chamada uracila
(U).
Como mostrado na figura acima, cada base tem uma estrutura única, com
seu próprio conjunto de grupos funcionais ligados à estrutura anelar.
Em biologia molecular abreviada, as bases nitrogenadas geralmente são
mencionadas por suas letras, A, T, G, C e U.
O DNA contém A, T, G e C,
enquanto o RNA contém A, U, G e C (isto é, o U é colocado no lugar do T).
Cadeias de polinucleotídeos
Uma consequência da estrutura de nucleotídeos é que uma cadeia de
polinucleotídeos tem direcionalidade, ou
seja, ela tem duas extremidades diferentes uma da outra.
Na extremidade 5', ou início, da
cadeia, o grupo fosfato 5' do primeiro nucleotídeo da cadeia se sobressai.
Na outra extremidade, chamada de extremidade 3', a
hidroxila 3' do último nucleotídeo adicionado à cadeia é exposta.
Em geral, sequências de DNA são escritas na direção 5' para 3', o que
significa que o nucleotídeo na extremidade 5' vem primeiro e que o nucleotídeo
na extremidade 3' vem por último.
Quando nucleotídeos são adicionados a uma fita de DNA ou RNA, a fita
cresce em seu final 3', com o fosfato 5' de um nucleotídeo que entra se ligando
ao grupo hidroxila no final 3' da cadeia.
Isso faz uma cadeia com cada
açúcar unido a seus vizinhos por uma série de ligações chamadas de ligação fosfodiéster.
Os
açúcares e fosfatos localizam-se na parte externa da hélice, formando o
arcabouço do DNA; esta porção da molécula é algumas vezes chamada de esqueleto
de açúcar-fosfato.
As
bases nitrogenadas se estendem para o interior, como os degraus de uma escada, em
pares; as bases de um par se unem entre si por ligações de hidrogênio.
Crédito da imagem: Jerome Walker/Dennis
Myts.
As duas fitas da hélice vão em direções opostas, isto é, o final 5' de
uma fita é pareado como final 3' de sua fita correspondente.
(Nos referimos a isto como orientação antiparalela e
é importante ao copiar o DNA.)
Por conta dos tamanhos e grupos
funcionais das bases, o pareamento de bases é muito específico:
A pode
apenas fazer par com T, e G pode apenas fazer par com C,
Por exemplo, se você sabe que a sequência de uma fita é 5' -AATTGGCC-3’,
a fita complementar deve ter a sequência assim: 3’-TTAACCGG-5’.
Isso permite que cada base se
combine com sua parceira:
5'-AATTGGCC-3'3'-TTAACCGG -5'
Estas
duas fitas são complementares, uma ligada na outra pelas bases pareadas. Os
pares A-T estão ligados por duas ligações de hidrogênio, enquanto os pares G-C
são conectados por três ligações de hidrogênio.
Quando duas sequências de DNA se combinam desse jeito, possibilitando a
ligação entre si de modo antiparalelo e formando uma hélice, elas são consideradas complementares.
A Timina
forma duas ligações de hidrogênio com Adenina, e Guanina forma ligações de três
hidrogênios com a Citosina.
Os genes, são responsáveis por carregar
informações hereditárias que determinam as características da espécie humana e de
todos os seres vivos. Formam os cromossomos através da sequência de milhares de
pares de bases nitrogenadas.
Genes são porções de DNA que especificam
as informações necessárias e sequência de aminoácidos, para que ocorra a
síntese de uma molécula de RNA mensageiro e consequentemente uma proteína.
Os cromossomos, são formados por diferentes sequências
da molécula de DNA e cada cromossomo é composto por inúmeros genes.
Na espécie humana temos 46 cromossomos
no núcleo de nossas células: 23 oriundos da mãe e 23 oriundos do pai.
