Resumidamente, podemos sintetizar assim as características gerais dos seres vivos.

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3 Resumidamente, podemos sintetizar assim as características gerais dos seres vivos. 3

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16 Os heterótrofos podem ser: consumidores: alimentam-se de outros organismos. Todos os animais são consumidores. Aqueles que se alimentam de produtores são denominados consumidores primários. Os herbívoros, animais que se alimentam de plantas, são consumidores primários. Os animais que se alimentam de herbívoros são chamados consumidores secundários. Aqueles que se alimentam de consumidores secundários são chamados consumidores terciários, e assim por diante; decompositores: degradam (ou decompõem) a matéria orgânica contida no corpo de produtores ou consumidores quando estes morrem. Liberam para o meio ambiente minerais e outras substâncias, que podem ser novamente utilizadas pelos produtores. São decompositores as bactérias e os fungos. 16

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18 A fotossíntese é a principal fonte de produção de matéria orgânica para todos os seres vivos, além de ser a principal responsável pela manutenção da taxa de O 2 no ar atmosférico. 18

19 Em um ecossistema existem várias cadeias alimentares que se relacionam, formando uma complexa rede de transferência de matéria e de energia. Esse complexo recebe o nome de rede ou teia alimentar. Em cada ecossistema geralmente existem várias espécies de organismos produtores, várias espécies de consumidores e várias outras de decompositores. O conjunto de todos os organismos de um ecossistema com o mesmo tipo de nutrição constitui um nível trófico ou alimentar. Os organismos autótrofos de um ecossistema formam, por definição, o primeiro nível trófíco, que é o de produtor. Os animais herbívoros, que são consumidores primários, formam o segundo nível trófico; os animais carnívoros que se alimentam de herbívoros (consumidores secundários) compõem o terceiro nível trófico; os carnívoros que se alimentam de outros carnívoros (consumidores terciários) formam o quarto nível trófico; e assim por diante. Além dos organismos que fazem parte de determinado nível trófico, existem outros com hábitos alimentares menos especializados, que podem ocupar mais de um nível trófico. E o caso dos animais onívoros (omnis = tudo), que se alimentam tanto de plantas como de herbívoros ou de carnívoros. O ser humano, por exemplo, é onívoro. Os decompositores ocupam o último nível de transferência de energia entre organismos de um ecossistema. Formam um grupo especial, nutrindo-se de elementos mortos provenientes de diferentes níveis tróficos, degradando tanto produtores quanto consumidores que morreram. Nos ecossistemas, os tipos de níveis tróficos são sempre os mesmos, o que se pode notar comparando dois ecossistemas distintos, como um campo e os oceanos. Apesar de serem habitados por tipos diferentes de organismos, é possível identificar níveis tróficos equivalentes em cada um deles. 19

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27 Na primeira etapa (fotoquímica), ocorrem dois conjuntos básicos de reações: fotofosforilação e fotólise da água. Fotofosforilação significa adição de fosfato (fosforilação) em presença de luz (foto). A substância que sofre fosforilação é o ADP, formando ATP que será usado na fase química. Na fotólise da água, a molécula de água é quebrada, liberando O 2 e formando NADPH que será usado na fase química. Fase química: apesar de não depender diretamente da luz, depende das reações da fase fotoquímica, pois precisa de ATP e do NADPH formados na presença de luz. Nesta etapa, o CO 2 participa de uma série de reações que ocorrem no chamado ciclo das pentoses ou ciclo de Calvin para formar a glicose. 27

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31 As ferrobactérias oxidam compostos de ferro e as nitrobactérias compostos de nitrogênio. 31

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41 Na glicólise, cada molécula de glicose é desdobrada em duas moléculas de piruvato (ácido pirúvico), com liberação de hidrogênio e energia, por meio de várias reações químicas. O hidrogênio combina-se com moléculas transportadores de hidrogênio (nicotinamida adenina dinucleotídeo - NAD), formando NADH. Cada molécula de glicose libera energia para formar quatro moléculas de ATP. Entretanto, são necessárias duas moléculas de ATP para a própria ativação inicial da glicose. Assim, o saldo energético é de 2 ATPs. 41

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43 Na fermentação lática, o piruvato obtido na glicólise é transformado em ácido lático pela utilização dos íons hidrogênio transportados pelos NADH provenientes da glicólise. A fermentação lática é realizada principalmente por algumas bactérias (lactobacilos) e fungos e por células do tecido muscular esquelético do corpo humano. Neste último caso, quando o exercício é muito intenso, pode haver insuficiência de oxigênio para manter a respiração; então, as células musculares passam a degradar anaerobiamente a glicose em lactato. Este pode se acumular nos músculos, contribuindo para a fadiga muscular. Cerca de 80% do lactato formado nos músculos esqueléticos podem passar para a corrente sanguínea e ser degradados no fígado. Os 20% restantes são metabolizados nas células musculares, quando o teor de oxigênio é restabelecido: o lactato é novamente transformado em piruvato, que vai participar dos processos aeróbios da respiração. Na fermentação alcoólica, as duas moléculas de ácido pirúvico produzidas são convertidas em álcool etílico (também chamado de etanol), com a liberação de duas moléculas de CO 2 e saldo final de duas moléculas de ATP. A fermentação alcoólica ocorre principalmente em bactérias e leveduras (fungos unicelulares). Este tipo de fermentação é usado na indústria alimentícia para a produção de vinho, cerveja e pão, utilizando-se a levedura da espécie Saccharomyces cerevisae. A produção de álcool combustível também se utiliza da fermentação alcoólica. 43

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46 Durante os processos de síntese e degradação de moléculas orgânicas nas células, existem muitas reações em que há liberação de hidrogênio, que é transportado principalmente por duas moléculas: nicotinamida adenina dinucleotídeo (NAD) e flavina adenina dinucleotídeo (FAD). 46

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49 Se os hidrogênios liberados na degradação das moléculas orgânicas se combinassem direta e imediatamente com o O 2, haveria desprendidamente de enorme quantidade de energia em forma de calor, impossível de ser utilizada. Para contornar esse problema, as células utilizam um mecanismo bioquímico que permite a liberação gradual de energia. Tudo se passa como os hidrogênios descessem uma escada, perdendo energia a cada degrau. Liberada em pequenas quantidades, a energia pode ser, então, utilizada na síntese de moléculas de ATP, a partir de ADP e fosfatos. 49

50 Cada NADH libera energia para formar 3 ATPs na cadeia respiratória: 2 NADH são formados na glicólise = 2 x 3 = 6 ATPs; 2 NADH são formados na síntese de acetil-coa = 2 x 3 = 6 ATPs; 6 NADH são formados no ciclo de Krebs = 6 x 3 = 18 ATPs. Cada FADH libera energia para formar 2 ATPs na cadeia respiratória: 2 FADH são formados no ciclo de Krebs = 2 x 2 = 4 ATPs. Existem dois mecanismos básicos na membrana da mitocôndria que propiciam a entrada dos hidrogênios transportados pelo NADH: os hidrogênios são transferidos para NAD já existentes na matriz mitocondrial; neste caso, não há alteração no número total de ATP, como ocorre, por exemplo, na maioria das células do corpo humano; os hidrogênios são transferidos para outro transportador já existente na matriz mitocondrial e que entra na cadeia respiratória; neste caso, para cada NADH produzido no citosol formam-se apenas duas moléculas de ATP na cadeia respiratória, como ocorre, por exemplo, na musculatura esqueléüca humana e provavelmente no cérebro de mamíferos. Desse modo, dependendo do tipo de célula eucariótica, a cadeia respiratória pode gerar 34 ou 32 moléculas de ATP por molécula de glicose degradada. Somando esses números ao saldo de dois ATP formados na glicólise e de dois ATP formados no ciclo de Krebs, o rendimento energético total da respiração pode ser de 38 ou 36 ATP. Caso a produção de ATP na respiração celular venha da beta-oxidação de ácidos graxos, entrará diretamente no ciclo de Krebs. Assim, não haverá a produção de NADH a partir da glicólise e, portanto, o rendimento energético será menor. 50

51 O destino dos hidrogênios liberados na glicólise e no ciclo de Krebs é um ponto crucial no processo de obtenção de energia na respiração aeróbica. Os oito hidrogênios liberados no ciclo de Krebs reagem com duas substâncias aceptoras de hidrogênio, o NAD e o FAD, que os conduzirão até as cadeias respiratórias, onde fornecerão energia para a síntese de ATP. 51

52 As bactérias desnitrificantes do solo, como a Pseudomonas denitricans que participam o ciclo do nitrogênio é um bom exemplo a ser citado. Essas bactérias participam do ciclo do nitrogênio devolvendo para a atmosfera o N2. Como só realizam esse processo na ausência de O2, a desnitrificação não é um mecanismo muito freqüente em solos oxigenados, sendo muito comuns em regiões pantanosas onde a taxa de O2 é reduzida. 52

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