Sistema Terra-Lua

Ao longo dos tempos, a superfície e a estrutura da lua apresentam praticamente as mesmas características. 

A Lua tem uma massa e densidade reduzidas -> não tem atmosfera; não tem, praticamente, água no estado líquido -> não há erosão -> Satélite inativo.

Não orbita em torno do Sol e é demasiado pequena para ser considerada planeta primário.

Mares Lunares: Constituídos por rochas vulcânicas (basalto).

                          Superfícies planas baixas.

Continentes Lunares: Constituídos por rochas claras (anortosito).

                                   Zonas altas e acidentadas.

                                   Têm caracteras de impacto.

A Lua e a Terra têm o mesmo período de rotação ( a face visível é sempre a mesma).

Origem do Sol e dos Planetas

Hipótese Nebular:

O sistema solar terá sido originado há +- 4600 M.a a partir de uma vasta nuvem de gás e poeira - a nébula solar.

1. Contração da nébula devido a uma força de atração gravítica gerada pelo aumento da massa na região central da nebulosa -> Aumento da velocidade de rotação. 

2. Achatamento até à forma de disco, com uma massa densa e luminosa de gás em posição central, o protossol .

3. Durante o arrefecimento do disco nebular, em torno do protossol, ter-se-à verificado a condensação dos materiais da nébula em grãos sólidos.

As regiões situadas na periferia arrefeceriam mais rapidamento do que as próximas da estrela em formação. 

Há separação mineralógica de acordo com a distancia ao Sol.

4. Acreção: A força da gravidade provocaria a aglutinação de poeiras, que formariam pequenos corpos - planetesimais. 

Os maiores desses corpos atraíram os mais pequenos, verificando-se colisão (onde se liberta muita energia fundindo as as superfícies de contacto dos planetesimais): Aumento progressivo das dimensões dos planetesimais. 

5. Diferenciação: Resultante do movimento dos materiais mais densos para o interior dos planetas, por ação da força da gravidade (disposição concêntrica das diferentes camadas, com valores decrescentes de densidade)

Desgaseificação: Libertação de gases do interior da Terra para a formação de uma atmosfera primitiva.

Asteróides

- Movimentam-se principalmente entre Marte e Júpiter (cintura de asteróides).

- São, provavelmente, material interplanetário que não foi capaz de se aglutinar e formar um planeta.

- Constituídos por ferro, níquel e silicatos.

- Orbita concêntrica e circular.

Metioritos

- Asteróides de maiores dimensões, formados durante o processo de acreção, desenvolveram no seu interior elevadas temperaturas que permitiram a diferenciação gravítica dos materiais.

- Os materias mais leves como os silicatos, dispuseram-se nas camadas superficiais, enquanto que os materiais metálicos, mais pesados, constituíram o núcleo.

- Ao fragmentarem-se, os asteróides originaram diferentes tipos de meteoritos.

Cometas

- Rochosos e pequenos.

- Orbitas elípticas muito excêntricas em relação ao Sol.

- Formados por: gelo, metano, amónia e minerais ricos em carbono.

- Estão sujeitos a atrações gravitacionais.

- Os núcleos dos cometas não sofreram diferenciação.    

     

Planetas Telúricos

Sólidos (silicatos, ferros e níquel)

Período de translação curto

Período de rotação lento

Raio pequeno

Massa pequena

Densidade grande

Temperatura à superfície alta

Sem sistema de anéis

Poucos satélites

Planetas Gigantes

Gasosos (hidrogénio, hélio, metano)

Período de translação longo

Período de rotação rápido

Raio grande

Massa grande

Densidade pequena

Temperatura à superfície baixa

Com sistema de anéis

Muitos satélites

Causas do calor interno dos planetas:

• Acumulação de calor devido ao processo de acreção;
• Radioatividade natural dos átomos instáveis existentes na nebulosa inicial;
• Contração gravitacional resultante do aumento de massa dos planetas -> Aumento da pressão no interior do planeta -> aumento da temperatura.
• Efeito de marés.

Planetas geologicamente ativos: É possível observar sinais de dinâmica externa e/ou interna.

• Influencia da atmosfera sobre a superfície - meteorização e erosão
• Calor interno dos plantas - Sismos, vulcanismo, movimentos tectónicos

Planetas geologicamente inativos: Os fenómenos acima descritos têm uma expressão muito reduzida -> ausência de atmosfera; reduzidas quantidades de calor interno. 

Mitocôndria

Respiração Celular : Obtenção de energia (ATP) a partir da glucose.
                                  Reação de catabolismo 
                                                             ↪ Transformar algo complexo em algo simples

Explicação por etapas:

1. Glicolise

No final da glicose existe:

   - 2 moléculas de NADH

   - 2 moléculas de Ácido Pirúvico

   - 2 moléculas de ATP

2. Fermentação

          2.1. ALCOÓLICA

        2.2. LÁTICA

3. Formação de Acetil-CoA

Na presença de oxigénio, o ácido pirúvico entra na mitocôndria, onde é descarboxilado (perde uma molécula de CO2) e oxidado (perde uma molécula de hidrogénio, que é utilizada para reduzir o NAD+, formando NADH + H+)

Formam-se 2 moléculas de Acetil-coA - uma por cada ácido pirúvico.

4. Ciclo de Krebs

É o conjunto de reações metabólicas que conduz à oxidação completa da glicose.

Ocorre na matriz da mitocôndria.

É catalisado por um conjunto de enzimas:

• Descarboxilases (catalisadoras das descarboxilações )
• Desidrogenases (catalisadoras das reações de oxidação-redução que conduzem à formação de NADH)

Formam-se por cada molécula de glicose:

   - 6 moléculas de NADH

   - 2 moléculas de FADH2

   - 2 moléculas de ATP

   - 4 moléculas de CO2

5. Cadeia Transportadora de eletrões e fosforilação oxidativa

As moléculas de NADH e FADH2, formadas durante as etapas anteriores da respiração, transportam eletrões que vão agora percorrer uma série de proteínas, que iniciam um fluxo, até serem captados por um acetor final - o oxigénio.

Essas proteínas constituem a cadeia transportadora de eletrões e encontram-se ordenadas na membrana interna das mitocôndrias, de acordo com a sua afinidade para os eletrões.

Cada transportador (proteína) tem maior afinidade para os eletrões do que o transportador que lhe antecede, garantindo um fluxo unidirecional até ao O2.

A passagem de transportador para transportador, tem como consequência a libertação de energia (fosforila o ADP, formando o ATP- fosforilação oxidativa) .

O oxigénio, após receber os eletrões, capta os protões (H+) presentes na matriz da mitocôndria formando-se água. 

Imagem simplificada:

Prótidos

Compostos orgânicos quaternários constituídos por:

    - Carbono

    - Hidrogénio

    -Oxigénio

    - Azoto

Podendo, no entanto conter outros elementos como o enxofre, o fosforo, o magnésio, o ferro e o cobre.

De acordo com a complexidade dos prótidos podemos classifica-los em:

• AMINOÁCIDOS: moléculas unitárias e mais simples neste conjunto de moléculas orgânicas.

Existem muitos aminoácidos no entanto apenas 20 entram na constituição dos prótidos e das proteínas. 

São constituídos por um grupo amina, um grupo carboxilo, um átomo de hidrogénio e um radical que varia de molécula para molécula, todos eles ligados ao mesmo carbono. 

Exemplos de aminoácidos:

Lisina; Triptodano; Histidina; Fenilalanina; Leucina; Isoleucina; Tereonina; Metionina-Cistina; Valina.

• PÉPTIDOS: Resultado da união de dois ou mais aminoácidos, através de uma ligação peptidíca.

Ligação peptídica: Estabelece-se entre o grupo carboxilo de um aminoácido e o grupo amina do outro. 

Por cada ligação peptídica forma-se uma molécula de água pelo que o número de moléculas de água eliminadas é igual ao número de aminoácidos que intervêm menos um.

Dipéptidos: Péptidos formados por apenas 2 aminoácidos.

Tripéptidos: Péptidos formados por 3 aminoácidos.

Oligopéptidos: Cadeias de aminoácidos que contêm entre 2 e 20 aminoácidos.

Polipéptidos: Cadeias de aminoácidos formados por mais de 20 aminoácidos.

• PROTEÍNAS: Macromoléculas de elevada massa molecular, constituídas por uma ou mais cadeias polipeptídicas e possuem uma estrutura tridimensional definida.

Apresentam quatro níveis de organização:

   - Estrutura Primária: Sequência de aminoácidos unidos por ligações peptídicas. 

  - Estrutura Secundária: Existem pontes de hidrogénio que se estabelecem entre os átomos que compõem as ligações peptídicas.

        Folha pregueada: Cadeias da estrutura primária que se dispõem paralelamente e se unem por pontes de hidrogénio.

           Hélice: Há enrolamento em hélice da cadeia polipeptídica devido ao estabelecimento de pontes de hidrogénio entre grupos amina e carboxilo de aminoácidos diferentes.

    - Estrutura Terciária: A cadeia com estrutura secundária enrola-se e dobra-se sobre si mesma, tornando-se globular. As dobras são estabilizadas por ligações incluindo pontes de hidrogénio e de dissulfito predominantemente estabelecidas entre as cadeias laterais dos aminoácidos.

    - Estruturas Quaternárias: Várias cadeias polipeptídicas globulares organizam-se e interagem estabelecendo ligações entre si. 

Proteínas Simples/ Holoproteínas: Proteínas formadas apenas por aminoácidos.

Proteínas Conjugadas/ Heteroproteínas: Proteínas que contêm uma porção não proteica - Grupo Prostético.

Desnaturação: Quando as proteínas são submetidas a determinados agentes, como o calor, radiações, variação do pH e agitação, podem perder a sua conformação normal, o que é sempre acompanhado pela perda da estrutura tridimensional que leva à perda da sua função biológica. Este fenómeno é muito frequente pois as proteínas são mantidas por iterações fracas.

A desnaturação pode ser irreversível, mas em alguns casos na ausência do agente desnaturante, a proteína pode restabelecer a estrutura inicial.

Funções das proteínas:

• Função estrutural: Fazem parte da estrutura de todos os constituintes celulares.
    Exemplo: Proteína - Queratina, localização - Cabelo, unhas, garras
• Função enzimática: Actuam como enzimas em quase todas as reações químicas que ocorrem nos seres vivos.
      Exemplo: Proteína - Pepsina, localização - suco gástrico
• Função de transporte: Muitos iões e moléculas pequenas são transportados por proteínas.
      Exemplo: Proteína - Hemoglobina, localização - sangue
• Função hormonal/ reguladora: Muitas hormonas têm constituição proteica.
      Exemplo: Proteína- insulina, localização - pâncreas
• Função imunológica/ defesa: Certas proteínas altamente especificas reconhecem e combinam-se com substâncias estranhas ao organismo, permitindo a sua neutralização.  
      Exemplo: Proteína - anticorpos, localização - plasma, tecidos e secreções
• Função motora/ contráctil: São os componentes maioritários dos músculos.
      Exemplo: Proteína - miosina, localização - tecido muscular
• Função de reserva alimentar: Algumas proteínas funcionam como reserva fornecendo aminoácidos durante o seu desenvolvimento.

Constituintes básicos das células

Sais minerais: Presentes nas células em pequenas quantidades, podendo ser:

    - Sódio                                - Ferro

    - Potássio                           - Cloro

    - Cálcio                               - Enxofre

    - Magnésio                          - Fósforo

    

Água: Corresponde a 75 - 90% da massa total das células. 

Em cada molécula de água os dois eletrões dos átomos de hidrogénio são compartilhados pelo átomo de oxigénio e encontram-se mais próximas do núcleo deste.

Os dois átomos de hidrogénio têm uma carga local positiva e o átomo de oxigénio tem uma carga local negativa. A molécula torna-se polar, formando-se um dipolo elétrico (cargas iguais, sinais contrários)

Pontes de hidrogénio: Ligação criada quando a força de atração, entre um dos átomos de hidrogénio de uma molécula de água, com carga local positiva, e um átomo de oxigénio de outra molécula de água que tem carga negativa, é suficientemente forte.

Apresenta também um grande poder solvente dado que as moléculas de água são capazes de estabelecer ligações com diversos iões, formando compostos mais estáveis sendo, portanto, considerada solvente universal. 

Macromoléculas: Polímeros de grandes dimensões formadas por monómeros, unidos por ligações químicas. 

São formadas por um número relativamente reduzido de elementos químicos:

    - Carbono;

    - Oxigénio;

    -Hidrogénio;

    - Etc.

Apresentam várias funções, dependendo da estrutura e das propriedades que apresentam:

    - Estruturais;

    - Energéticas;

    - Enzimáticas;

    - Armazenamento;

    - Transferência de informação.

Polimerização: Os monómeros unem-se através de reações de condensação e formam cadeias, originando polímeros. Por cada ligação de dois monómeros que se estabelece é removida uma molécula de água.

Despolimerização: Há rutura do polímero pois este reage com a água, desdobrando-se num dos seus monomeros. 

Conjunto das macromoléculas:

1.  Prótidos;
2. Glícidos;
3. Lípidos;
4. Ácidos Núcleicos.

Incredible Human Machine

Naked Science - Finding the origin of life

A célula - Estrutura e função

Membrana Celular/ membrana plasmática/ plasmalema: Estrutura fina e dinâmica.
          - Regula o fluxo de materiais entre a célula e o meio extracelular;
          - Mantém a integridade celular;
          - Delimita o meio extracelular do meio intracelular.

Núcleo: É o maior organelo celular e encontra-se delimitado pelo invólucro nuclear (membrana porosa). O líquido que está no seu interior chama-se nucleoplasma onde se encontra a cromatina.
O nucleolo (massa esférica) encontra-se no centro do núcleo e é responsável pela produção de subunidades dos ribossomas.
          - Controla as reações químicas que ocorrem dentro da célula - metabolismo;
          - Armazena as informações genéticas da célula.

Mitocôndrias: Organelas que possuem duas membranas, uma externa e outra interna. Esta ultima pode apresentar invaginações para o interior.
          - Células vegetais: Responsáveis pelo metabolismo celular (respiração aeróbia) proveniente do metabolismo autotrófico de forma a produzir energia.
          - Células animais: Responsáveis pelo metabolismo celular proveniente da matéria orgânica conseguida no ambiente de forma a produzir energia.

Cloroplastos: Possuem uma membrana dupla. Ao seu interior dá-se o nome de estoma, onde estão os tilacóides. Nas membranas dos tilacóides encontram-se os pigmentos clorofilinos capazes de captar a energia solar.
          - Convertem a matéria inorgânica em matéria orgânica.

Vacúolos: Organelos de dimensões variadas (grandes nas plantas e pequenos nos animais). Contêm no seu interior o suco celular (fluido aquoso).
          - São responsáveis por armazenar água, gases, pigmentos, açucares, proteínas e outras substâncias;
          - Nas células vegetais: Regulam as trocas de água que ocorrem no processo de osmose;
                                               Mantêm a pressão hidrostática no interior da célula.

Parede celular: Parede rígida que envolve as células bacterianas, fungos, algas e plantas.
          - Protege o conteúdo da célula;
          - Confere rigidez e suporte à estrutura celular;
          - Funciona como mediador em todas as relações da célula com o meio extracelular.

Centríolos: Estruturas localizadas no centro das células com formato cilíndrico. São constituídos por nove microtúbulos triplos e estão dispostos aos pares. Possuem a capacidade de autoduplicação.
          - São organelos com grande importância no processo de divisão celular;

Retículo Endoplasmático: Sistema de sáculos, vesículas e canalículos formados a partir da invaginação da membrana plasmática.
Esta dividido em retículo endoplasmático rugoso (RER) - contém os ribossomas onde se produzem proteicas (RNA-mensageiro) - e retículo endoplasmático liso (REL) - composto por um sistema de túbulos cilíndricos responsáveis pela síntese dos lípidos.
          - Sintetiza proteínas, lípidos e hormonas;
          - Transporta proteínas e outras substâncias.

Aparelho de Golgi/ Complexo de Golgi: Conjunto de cisternas achatadas e de vesículas, que, quando agrupadas formam os dictossomas, e de vesículas secretoras. Está localizado entre o retículo endoplasmático e a membrana.
          - Degradação das proteínas produzidas no RER;
          - Regenera a membrana celular ( no processo de secreção, a membrana das vesículas difunde-se na membrana celular).

Lisossomas: Estruturas esféricas, rodeadas por uma membrana simples formadas no Complexo de Golgi. Contêm no sei interior enzimas digestivas - hidrolases.
          - Renovação celular - autofagia;
          - decomposição de moléculas e estruturas celulares vindas do exterior.

Ribossomas: Pequenas estruturas constituídas por duas porções (grande subunidade e pequena subunidade). Contém diversas proteínas e um flagelo ribossomico.
          - Síntese de proteínas de acordo com as instruções do material genético;
          - Síntese das cadeias polipeptídicas.

Citoesqueleto: Rede de fibras intercruzadas: microtúbulos, filamentos intermediários e microfilamentos.  Está presente no citoplasma e é formado maioritariamente por actina e tubulina.
          - Mantêm a forma da célula a partir do transporte de substancias.

Organelos existentes nas células:

• Procarioticas: Membrana plasmática, parede celular, ribossomas.
• Eucarioticas Plantas: Membrana Celular, núcleo, mitocôndrias, cloroplastos, vacúolos, parede celular,  retículo endoplasmático, complexo de golgi, ribossomas, citoesqueleto.
• Eucarioticas Animais: Membrana plasmática, núcleo, mitocondrias, vacúolos, centríolos, retículo endoplasmático, complexo de golgi, lisossomas, ribossomas, citoesqueleto.

Teoria Celular

- A célula é a unidade básica estrutural e funcional de todos os seres vivos (todos os seres vivos são constituídos por células, onde ocorrem processos vitais).

- Todas as células provêm de células pré-existentes.

- A célula é a unidade de reprodução, de desenvolvimento e de hereditariedade dos seres vivos.

Classificação de Whittaker (1979)

SERES PROCARIONTES: Formados por células muito simples, sem núcleo organizado - células procarióticas.

SERES EUCARIONTES: Formados por células complexas, com núcleo organizada delimitado por um invólucro - células eucarióticas.

Principais critérios de classificação de Whittaker:

• Tipo de célula: Diferencia as células procarióticas das eucarióticas.
  
• Organização celular: Diferencia a unicelularidade da pluricelularidade.
  
• Modo de nutrição: Modo como o organismo obtém o alimento.
  
• Interações nos ecossistemas: Respeitante às relações alimentares que o organismo estabelece com os restantes organismos no ecossistema. Podem ser classificados em produtores ou consumidores (macro e micro).

Dinâmica dos ecossistemas

Relações tróficas: Relações alimentares que os seres vivos de um ecossistema estabelecem entre si, e que envolvem transferências de matéria e energia.

Cadeias alimentares: Conjunto de relações tróficas.

São sequências de seres vivos através das quais o alimento passa.  Nas cadeias alimentares os alimentos seguem através de diferentes níveis tróficos. Estas transferências envolvem perdas significativas de energia. 

Em cada um dos diferentes níveis tróficos há menos energia do que no que o procede. Quanto menor for a cadeia alimentar, menores são as perdas que se verificam, do que resultam uma maior economia do alimento.

Teias alimentares/ Redes tróficas: União e inter-relação das cadeias alimentares. A maioria dos organismos dispõe de varias fontes de alimento e podem constituir eles próprios uma fonte de alimento para diferentes organismos. 

Nas redes tróficas podem encontrar-se três categorias de seres vivos de acordo com as estratégias na obtenção do alimento: produtores, consumidores e decompositores.

PRODUTORES: Seres vivos capazes de elaborar matéria orgânica a partir de matéria inorgânica, utilizando para isso uma fonte de energia externa - Seres autotróficos.

CONSUMIDORES: Seres vivos incapazes de produzir compostos orgânicos a partir de compostos inorgânicos - seres heterotróficos - e, por isso, alimentam-se direta ou indiretamente da matéria elaborada pelos produtores.  

DECOMPOSITORES:  Seres vivos que obtêm a matéria orgânica a partir de outros seres vivos, decompondo cadáveres e excrementos. Desta forma, transformam a matéria orgânica em matéria inorgânica.
O ato de reciclagem praticado pelos seres decompositores apresenta um importante papel para o equilíbrio ecológico do planeta, pois além de darem um fim a parte dos restos orgânicos dos seres mortos eles produzem nutrientes e minerais. Estes nutrientes são essenciais para a continuidade da vida dentro dos ecossistemas. 

Organização Biologica

Seres unicelulares: Seres constituídos por uma única célula, podendo ser procariontes (célula simples com poucos organelos e sem núcleo a envolver o material genético) ou eucariontes (células organizadas e com membrana nuclear).

Seres pluricelulares: Seres que apenas podem ser eucariontes como o Homem.

Constituídos por várias CÉLULAS associadas entre si. Quando estas são idênticas e com funções semelhantes associam-se e formam TECIDOS. 

Diferentes grupos de tecidos associam-se formando os ORGÃOS (ex.: estômago, coração). 

Ao conjunto de vários órgãos que trabalham em conjunto na realização de funções especificas chamamos de SISTEMAS DE ÓRGÃOS (ex.: sistema circulatório, sistema nervoso) . 

Por sua vez, diferentes sistemas de órgãos cooperam entre si formando o ORGANISMO.

1. ESPÉCIE: Conjunto de organismos idênticos capazes de se cruzarem entre si e originarem descendentes férteis .
   Ex.: O cavalo e a égua são da mesma espécie pois podem acasalar e dar origem a um descendente fértil (potro).

1. POPULAÇÃO: Constituída por seres vivos que interactuam e que habitam numa determinada área, num dado período de tempo.
   Ex.: As onças do pantanal formam uma população. No entanto as capivaras, que também se encontram no pantanal, fazem parte de outra população pois são de uma espécie diferente em relação às onças.
   
2. COMUNIDADE BIÓTICA/BIOCENOSE: Indivíduos de espécies diferentes que habitam uma mesma área e estabelecem relações entre si. Numa comunidade interactuam animas, plantas, toda a diversidade de organismos que nela existe.
   Exs.:Seres de uma floresta; seres de um lago; seres de uma savana.
   
3. ECOSSISTEMA: Conjunto da comunidade biótica bem como os componentes abióticos do meio, tais como ar, água, solo, luz solar (ambiente físico e químico) e respetivas iterações.
   Exs.: Plantanos, pradarias, florestas e oceanos.
   
4. BIOSFERA: Abrange tidis os seres vivos e todos os meios da Terra onde existe vida.

Bioesfera

Biosfera deriva do grego bíos sfaira (esfera da vida)  pois é a camada superficial terrestre, que se estende aproximadamente desde cerca de 9000m acima do mar até cerca de 10 000m abaixo deste nível, capaz de suportar vida. 

É constituída pela atmosfera, hidrosfera (onde surgiram as primeiras formas de vida) e litosfera e pelas relações que estabelecem entre si e entre toda a vida na terra.