Fundamentos da Nutrição, Transporte e Energia em Seres Vivos

Pt.1: Nutrição e Funções Vitais

A nutrição é a obtenção de matéria e energia que o corpo precisa para viver. A relação com o ambiente envolve a abstração da informação circundante e seu uso para a sobrevivência. A reprodução cria novas formas de vida com características semelhantes às dos progenitores.

Papel da Nutrição e Tipos de Nutrientes

O papel da nutrição de um ser vivo é a integração e transformação de matéria e energia para realizar as atividades do corpo. Nutrientes são os elementos do ambiente necessários para as funções vitais.

Classificação dos Nutrientes por Origem

1. Nutrientes Inorgânicos: Substâncias simples encontradas na vida e no ambiente. Constituem um componente importante dos fluidos e esqueletos dos organismos vivos, sendo utilizados na respiração e fotossíntese. Exemplos: água, gás carbônico e sais minerais.
2. Nutrientes Orgânicos: Substâncias complexas produzidas apenas por seres vivos. São usados para construir estruturas e armazenar energia. Classificam-se em:
   • Carboidratos: Açúcares.
   • Lipídios: Gorduras.
   • Proteínas: Exemplo: hemoglobina.
   • Ácidos Nucleicos: Exemplo: DNA.

Transporte e Obtenção de Energia

Organismos multicelulares obtêm nutrientes através de órgãos especializados, como raízes e folhas em plantas, ou estômagos em animais.

Aprovisionamento de Energia

Os seres vivos usam diferentes formas de energia:

• Energia da luz, aproveitada pelas plantas através da fotossíntese.
• Energia química contida nos alimentos, explorada pelos animais.

Usos da Matéria e Energia

A energia é gasta em três processos fundamentais:

1. Manutenção das Condições Internas (Homeostase): Os organismos precisam de condições estáveis para se manterem vivos, como a manutenção da temperatura corporal.
2. Desenvolvimento: Aumento de tamanho, aumento do número de células e reparo de estruturas danificadas.
3. Movimento.

Classificação de Moléculas Orgânicas

As moléculas orgânicas são classificadas em quatro grupos:

• Carboidratos: Utilizados para liberação imediata de energia e como reservas energéticas (ex: cereais).
• Lipídios: Utilizados para obter e armazenar energia, e formam algumas estruturas, como as membranas celulares.
• Proteínas: Formação de estruturas e controle de reações químicas celulares (ex: carnes).
• Ácidos Nucleicos: Contêm informações genéticas e direcionam a atividade celular (função e tempo de execução de cada célula). Exemplo: DNA e RNA.

Tipos de Nutrição

De acordo com a forma de obtenção de matéria orgânica:

• Autotrófica: Os organismos produzem suas próprias moléculas orgânicas a partir de matéria inorgânica (ex: plantas).
• Heterotrófica: Os organismos obtêm matéria orgânica de outros seres vivos, através da alimentação (ex: animais).

Tipos de Nutrição pela Extração de Energia

• Aeróbica: Utiliza oxigênio para quebrar a molécula de glicose (respiração).
• Anaeróbia: Não utiliza oxigênio para quebrar a glicose (fermentação).

ITEM 3: Nutrição da Planta (Aeróbica Autotrófica)

Processos da Planta

1. Obtenção de Nutrientes: A planta obtém matéria inorgânica do meio para transformá-la em moléculas orgânicas pelo processo da fotossíntese, convertendo energia luminosa em energia química.
2. Transporte de Nutrientes: As moléculas orgânicas obtidas pela fotossíntese são transportadas pela seiva elaborada.
3. Obtenção de Energia: A energia química da glicose é extraída pelo uso de oxigênio no processo respiratório.

Obtenção de Nutrientes pelas Plantas

Plantas absorvem água, minerais simples ou gás carbônico através da superfície (como algas e briófitas). Em plantas mais complexas, a epiderme possui uma cutícula impermeável que impede a passagem de substâncias. Os estômatos são pequenas aberturas que permitem a troca de dióxido de carbono e outros gases. Os estômatos regulam sua abertura e se fecham em períodos de seca para evitar a perda de água por evaporação. Essas mesmas plantas absorvem água e sais minerais do solo pelos pelos de suas raízes. A superfície da raiz é impermeável, como as folhas, mas permeável à água.

Fotossíntese

Consiste em sintetizar moléculas orgânicas a partir de moléculas inorgânicas usando a energia do sol. A produção de moléculas orgânicas ocorre a partir de moléculas inorgânicas absorvidas do ambiente, como dióxido de carbono e água. A energia necessária para transformar as moléculas inorgânicas, como a glicose, é obtida por um pigmento verde, a clorofila. Este pigmento armazena a energia luminosa e a transforma em energia química na molécula de glicose. Este processo produz um resíduo que é expelido: o oxigênio. A clorofila encontra-se no interior dos cloroplastos, presentes apenas em células vegetais.

Transporte de Nutrientes em Plantas

O sistema de transporte de substâncias nas plantas ocorre por difusão simples em organismos simples, onde os nutrientes passam de uma célula para outra sem órgãos específicos. Pteridófitas e plantas com sementes possuem vasos condutores para transportar substâncias para as células do corpo. Existem dois tipos de vasos condutores:

• Xilema: Consiste em células tubulares formando vasos lenhosos; essas células estão mortas. Transporta a seiva bruta (água com sais minerais absorvidos pelas raízes) da raiz até as folhas.
• Floema: Circuito de condução formado por células vivas que compreende tubos crivosos. Transporta a seiva elaborada (água com glicose produzida pela fotossíntese).

Obtenção de Energia: Respiração Celular

A energia é extraída pela decomposição de moléculas orgânicas, como a glicose, liberando a energia química contida em suas ligações. Para obter essa energia, utiliza-se a respiração celular.

A respiração celular é um processo de decomposição da glicose que libera energia, graças à intervenção do oxigênio. Ocorre nas organelas especializadas chamadas mitocôndrias. Dentro desta organela, o oxigênio se combina com a molécula de glicose, resultando em dióxido de carbono, água e energia. A energia obtida é armazenada em um reservatório de moléculas de energia chamado ATP, distribuído por toda a célula para os processos que necessitam de energia. O dióxido de carbono é um resíduo que deve ser eliminado, pois seu acúmulo pode ser tóxico.

Diferentemente da fotossíntese, que necessita de luz, a respiração celular ocorre continuamente nas células e depende apenas da disponibilidade de glicose.

Armazenamento de Energia

As moléculas de ATP são responsáveis pela distribuição da energia necessária para a célula. Em plantas, a energia é armazenada principalmente na forma de amido. O amido é uma molécula grande composta por muitas moléculas de glicose unidas (podendo ter mais de mil glicoses ligadas).

O amido pode ser encontrado nas folhas, mas principalmente em algumas estruturas do corpo dedicadas à reserva de energia:

• Tubérculos (ex: batatas).
• Sementes: Especificamente no endosperma, contendo substâncias que nutrem o embrião nos primeiros dias.

Remoção de Resíduos

Os principais resíduos são gases como o dióxido de carbono (produzido pela respiração) e o oxigênio (produzido pela fotossíntese). Em organismos simples, a remoção de gases ocorre por difusão direta de cada célula através dos estômatos.

Em plantas maiores, com epiderme dura e impermeável, os estômatos ficam localizados abaixo dessa camada. O organismo desenvolve estruturas para contato com o ambiente externo, como as lenticelas. As lenticelas são rupturas visíveis a olho nu no tecido que envolve alguns caules, parecendo verrugas.

Algumas plantas acumulam látex em glândulas internas. Plantas que habitam ambientes salobros expelem o excesso de sal para o exterior.