Matéria, Energia, Fotossíntese e Respiração: Conceitos Essenciais

Matéria e Energia: Componentes Essenciais da Vida

A matéria é tudo que ocupa espaço no ecossistema, possui peso e volume, sofre transformações e pode ou não ter forma própria. Classificamos a matéria em:

• Matéria Orgânica (Biótica): Presente nos organismos vivos e seus derivados (proteínas, gorduras, açúcares, etc.).
• Matéria Inorgânica (Abiótica): Presente no mundo inanimado (minerais, água, gases).

Composição da Matéria

• Matéria Orgânica: Composta principalmente de carbono, hidrogênio e, às vezes, oxigênio e nitrogênio (CHON). Possui muitos átomos, energia química abundante em estado potencial e moléculas grandes.
• Matéria Inorgânica: Moléculas de tamanho reduzido, átomos com menos energia e qualquer combinação de átomos.
• Sistema Material: Composto por unidades que mantêm as propriedades características da matéria, chamadas moléculas (formadas por um ou mais átomos, que podem ser iguais ou diferentes).
• Energia de Ligação: A energia que une os átomos das moléculas.

Energia: A Força Motriz da Vida

A energia é a força capaz de produzir trabalho. A energia utilizada é transformada em outra forma, mas nunca desaparece. Toda vez que realizamos um trabalho, ocorre uma transformação de matéria e energia.

Tipos de Energia

• Energia Potencial: Permanece intacta até ser utilizada. Exemplo: lenha antes de ser queimada (energia química).
• Energia Cinética: Permite o movimento. Exemplo: natação, voo, corrida.
• Energia Mecânica: Produzida por peças móveis de um ser ou máquina. Exemplo: hélices de um ventilador.
• Energia Luminosa: Percebida como luz. Exemplo: chama, luz solar.
• Energia Elétrica: Permite a condução de impulsos. Exemplo: ondas elétricas, atividade cerebral e cardíaca.
• Energia Química: Contida em todos os compostos. Exemplo: alimentos, gasolina, madeira.
• Energia Térmica (Calorias): Manifesta-se como calor e é a forma mais degradada de energia, dissipando-se na atmosfera sem ser reutilizada.

Exemplo de Transformação:

Material: Madeira → Dióxido de carbono, fumaça → Cinzas (tratamento de resíduos)

Energia: Potencial químico → Calor, luz (dissipada na atmosfera)

Fotossíntese: A Produção de Alimentos pelas Plantas

A fotossíntese é o processo pelo qual os vegetais, através de seus órgãos verdes (folhas e caules herbáceos), capturam a energia da luz solar utilizando um pigmento chamado clorofila, presente nos cloroplastos (estruturas microscópicas). A energia luminosa é convertida em energia química, armazenada em moléculas orgânicas depositadas em órgãos de reserva (caules, raízes, sementes, frutos). Essa energia é transferida para os herbívoros quando se alimentam das plantas.

• Definição: Processo de produção de matéria orgânica na presença de luz, realizado apenas por plantas.
• Fórmula: 6 H₂O + CO₂ → Energia Solar - Clorofila → C₆H₁₂O₆ + 6 O₂

Processo Detalhado:

A água absorvida pelas raízes das plantas chega às folhas, onde a energia da luz, capturada pela clorofila, quebra as moléculas de água, separando os átomos. O oxigênio é liberado na atmosfera através dos estômatos. Os átomos de hidrogênio se ligam ao dióxido de carbono absorvido, e a energia capturada é transformada em energia química. A substância formada é um carboidrato simples (CHO), solúvel em água e facilmente transportado para os órgãos que necessitam. A união desses carboidratos simples forma um carboidrato complexo chamado amido, insolúvel em água e armazenado em órgãos especiais, como caules, raízes e cotilédones.

Características da Fotossíntese

• Realizada por: Produtores
• Horário: Diurno
• Objetivo: Formação de substâncias orgânicas, captação de inorgânicos, trocas gasosas
• Água: Absorvida e transportada
• Oxigênio: Eliminado
• Matéria Orgânica: Sintetizada/produzida
• Dióxido de Carbono: Consumido
• Uso de Energia: Captada
• Tipos de Energia: Luminosa, Química

Respiração: A Liberação de Energia dos Alimentos

• Plantas verdes produzem energia a partir de alimentos ricos através da fotossíntese, sendo chamadas de produtores.
• Animais consomem alimentos energéticos já preparados, sendo chamados de consumidores.
• Para liberar a energia química dos alimentos, eles devem ser combinados com o oxigênio (oxidação), resultando na liberação e uso de energia, e transformados em moléculas inorgânicas simples.
• Quando qualquer substância se combina com O₂, ocorre a oxidação. Nos seres vivos, a combinação dos alimentos com o oxigênio é chamada de respiração celular ou oxidação biológica ou combustão de alimentos, e ocorre nas células de plantas, animais e seres humanos, em estruturas microscópicas chamadas mitocôndrias.