1º ano - aula 8 - Ciclo do Carbono

Conhecido pelo homem pré-histórico sob as formas de carvão vegetal

e negro-de-fumo - material empregado em pinturas de cavernas -  o carbono se apresenta também

em dois estados elementares cristalinos:

como diamante, sua forma mais preciosa,

e como grafite, empregado desde a antiguidade na fabricação de lápis.

A maior importância do carbono, no entanto, vem do fato de toda matéria viva ser formada de combinações desse elemento.

O petróleo e o gás natural são misturas de hidrocarbonetos

 – compostos orgânicos constituídos de carbono e hidrogênio –

 e formam grandes bolsas em alguns pontos do subsolo.

 Sua origem são os restos vegetais e animais de épocas geológicas remotas,

 que ficaram recobertos por estratos durante a evolução da crosta terrestre.

A queima de combustíveis fósseis libera gás carbono na atmosfera.

Por meio do fenômeno da fotossíntese os vegetais "sequestram", retiram carbono da atmosfera.

6CO2 + 12H2O > luz do Sol estimula a clorofila > C6H12O6 + 6H2O + 6O2

O Carbono, agora, está armazenado na molécula de glicose, no Reino Vegetal


Ao ingerirmos pães, massas (que são feitas de trigo e trigo é vegetal), frutas, saladas e legumes,

estamos ingerindo a glicose constituinte do amido.

Assim, o Carbono penetra no Reino Animal


Graças a respiração celular, devolvemos Carbono ao meio ambiente.

C6H12O6 + 6O2 > respiração celular > 6CO2 + 6H2O + 38 ATPs.

Fungos e bactérias, os decompositores, ao reciclar a matéria orgânica, devolvem Carbono contido

nos cadáveres de animais e plantas (ou em partes desses) à Natureza.

2º ano - aula 6 - Compostos orgânicos - Carboidratos

Carboidratos - nossa principal fonte de energia,  também conhecidos como

glicídios, glúcides, sacarídeos ,açúcares, ou hidratos de carbono ,

são as biomoléculas mais abundantes na

natureza.

São constituídos principalmente por carbono, hidrogênio e oxigênio.

Dentre as diversas funções atribuídas aos carboidratos, a principal é a função energética.

Também atuam como elementos estruturais e de proteção na parede celular das bactérias,

fungos e vegetais,

bem como em tecidos conjuntivos e envoltório celular de animais.

Alguns carboidratos, como a ribose e a desoxirribose, fazem parte da estrutura

dos ácidos nucléicos.

Conforme o tamanho, os carboidratos podem ser classificados em monossacarídeos,

oligossacarídeos e

polissacarídeos.

Monossacarídeos - (mono = um) constituídos por uma única molécula

Oligossacarídeos - (óligo = poucos) nesse grupo destaco os


Dissacarídeos (di = dois) constituídos por duas moléculas

Polissacarídeos - (poli = muitos) constituídos por milhares de moléculas.

Monossacarídeos:

Os monossacarídeos geralmente têm sabor adocicados,

de fórmula estrutural Cn(H2O)n.

Esse "n" pode variar de 3 a 7 (trioses, tetroses, pentoses, hexoses e heptoses),

sendo os mais importantes as pentoses e hexoses (cinco ou seis carbonos na molécula).

Não sofrem hidrólise 

Glicose - C6H12O6 - molécula mais utilizada pelas células para a obtenção de energia.

Frutose - C6H12O6 - função energética.


Galactose - C6H12O6 - constitui a lactose do leite; função energética.


Ribose - C5H10O5 - matéria-prima para a síntese de ácido ribonucleico (RNA).

Desoxirribose - C5H10O4 - matéria-prima para a síntese de ácido desoxirribonucleico (DNA).

Note que:

- Glicose, Frutose e Galactose têm a mesma fórmula estrutural, porém,

a localização espacial dos átomos na molécula é diferente.

- A desoxirribose é uma ribose com um óxido a menos, ou seja, é uma ribose desoxidada.

Dissacarídeos -  O grupo mais importante dos oligossacarídeos são os dissacarídeos,

formados pela união de apenas dois monossacarídeos.

Quando são constituídos por três moléculas de monossacarídeos, recebem o nome de trissacarídeos.

Os oligossacarídeos são solúveis em água e

necessitam ser quebrados na digestão para que sejam aproveitados pelos organismos como fonte de energia.

Sacarose - glicose + frutose -  abundante na cana-de-açucar e beterraba, tem função energética.

Lactose - glicose + galactose -  encontrada no leite, sua função é energética.

Maltose - glicose + glicose -  encontrada em alguns vegetais,

provém também da digestão do amido pelos animais.

Tem função energética.

Polissacarídeos -  os polissacarídeos são carboidratos grandes,

formados pela união de mais de dez monossacarídeos ligados em cadeia,

constituindo, assim, um polímero de monossacarídeos, geralmente de hexoses.

São insolúveis em água e, portanto, não alteram o equilíbrio osmótico das células.

Os polissacarídeos possuem duas funções biológicas principais,

como forma armazenadora de combustível e como elementos estruturais.

Sofrem hidrólise


Amido - formado por 1400 glicoses - é armazenado no leucoplasto dos vegetais

é a principal reserva energética dos vegetais.

Glicogênio -  formado por 30000 glicoses é armazenado no fígado e nos músculos.

Principal reserva energética dos animais e fungos.

Celulose - formado por 4000 glicoses tem função estrutural na célula vegetal,

como um componente da parede celular.

Os animais não têm enzimas capazes de digerir a celulose.

Os bois e a vacas, assim como todos os animais herbívoros

têm em seus estômagos microorganismos

capazes de produzir uma enzima, a celulase,

que digere a celulose, permitindo-lhes aproveitar a energia alí contida.

Em troca, o herbívoro fornece nutrientes ao microorganismo

Estabelece-se, então, a relação ecológica conhecida como mutualismo.

Difusão facilitada

Na fotossíntese os vegetais produzem glicose, que é alimento. Por isso, são chamados de autótrofos (auto = por si mesmo; trofos = alimento)

Porém, os vegetais produzem mais glicose do que necessitam e as que sobram acomodam em moléculas chamadas amido (que contém, aproximadamente, 1400 glicoses)

As moléculas de amido são armazenadas em orgãos denominados leucoplastos

O amido é a substância nutritiva de reserva dos vegetais

O amido é um carboidrato classificado como polissacarídeo

Nossa dieta é rica em carboidrato, pois nos alimentamos de saladas, legumes, frutas e massas (que são feitas de trigo e o trigo é um vegetal)

Os carboidratos sofrem digestão na boca e no intestino delgado e, seja oligossacarídeos ou polissacarídeos, serão digeridos em moléculas de glicose e absorvidas, caindo na corrente sanguíne

No sangue, a insulina "leva" a glicose às células, porém, essas são insolúveis aos lipídios da membrana citoplasmática necessitando de um facilitador que as leve para o meio intracelular

Os facilitadores são proteínas denominadas carreadoras ou permeases que transportam a glicose do meio mais concentrado para o meio menos concentrado, sem gasto de energia pela célula

Essa difusão chama-se difusão facilitada e é um tipo de transporte passivo

A glicose que sobra em nosso organismo é transformada em glicogênio (molécula contendo, aproximadamente, 30000 glicoses) que é armazenado nas células musculares e no fígado

Glicogênio é a substância nutritiva de reserva dos animais

A difusão facilitada acontece, também, com aminoácidos, vitaminas e alguns íons como o sódio, potássio e cálcio

Na difusão facilitada a membrana citoplasmática é impermeável ao soluto

Glicose - nossa principal fonte de energia

Nossa dieta é rica em carboidratos!

Toda salada, todo legume, frutas, pães e massas que comemos contem amido (porque pães e massas têm, como ingrediente, farinha de trigo, que é um vegetal).

Nosso sistema digestório transforma o amido em mil e quatrocentos moléculas de glicose que, com a ajuda do hormônio insulina, que é produzido no pâncreas, é levada a todas as células do nosso organismo.

A glicose é insolúvel em lipídios e a constituição da membrana plasmática é lipoprotéica (fosfolipídios e proteínas), por isso, para a glicose entrar na célula, acontece a difusão facilitada, ou seja, um transportador facilita a entrada da molécula (transporte passivo, sem gasto de energia pela célula).

Normalmente, comemos mais glicose do que necessitamos. Então, as glicoses em excesso são transformadas em glicogênio, uma macromolécula constituída por trinta mil glicoses ligadas quimicamente entre si.

O glicogênio, substância nutritiva de reserva dos animais, será armazenado no fígado e nas células musculares.

Sempre que necessário o hormônio glucagon, produzido no pâncreas, retira o glicogênio de onde ele está armazenado e o libera, sob a forma de glicoses, na corrente sanguínea, disponibilizando-as para as células.

RESPIRAÇÃO AERÓBICA - GLICOLISE - CICLO DE KREBS - CADEIA RESPIRATÓRIA

No citoplasma da célula a glicose é quebrada em duas novas moléculas chamadas àcido pirúvico e a energia liberada na reação é armazenada em quatro moléculas de adenosina tri fosfato (ATP). Dois ATPs serão utilizados pela célula sobrando outros dois. Esse fenômeno é denominado glicólise.

O ácido pirúvico encaminha-se até a mitocôndria da célula.

Mitocôndrias são as "máquinas de força" das células.

Na mitocôndria, o ácido pirúvico entrará no ciclo do ácido cítrico ou ciclo de Krebs e será convertido em aldeído acético.

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

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

Desidrogênações e descarboxilações é a retirada dos átomos de hidrogênio e carbono da molécula.

Após o ciclo de Krebs acontece a cadeia respiratória. Essa fase ocorre nas cristas mitocondriais.

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

O processo respiratório pode ser equacionado assim:

C6H12O6 + 6O2 -> 6CO2 + 6 H2O + 36 ATPs.

Portanto, somando-se os dois ATPs da glicólise e os trinta e seis desse processo, teremos disponibilizados às células, a partir de uma molécula de glicose, um total de trinta e oito ATPs.

Citocromos são proteínas que efetuam o transporte de elétrons. São encontradas sob a forma de proteínas.

Durante todo esse processo são liberadas moléculas de CO2, gás carbônico, e é a quantidade de gás carbônico no sangue que irá induzir o ato de respirar.

Quando o organismo necessita de energia, as moléculas de ATPs serão quebradas em ADPs e em AMPs (adenosina di fosfato e adenosina mono fosfato) liberando energia mecânica e calor.

Quanto mais energia liberada, mais calor.

A água, então, absorve esse calor e o libera no suor ou na urina, num fenômeno chamado homeostase hídrica, que é o controle da temperatura do nosso organismo (ói que bonitinho).