Bio. Semana 4. Nelson Paes (Rebeca Khouri)

Transcrição

2 CRONOGRAMA 07/03 Ciclos biogeoquímicos: Carbono e Oxigênio 08/03 Ciclos biogeoquímicos: Nitrogênio e Água 13:30 10/03 Desequilíbrios ecológicos 14/03 Exercícios: Biociclos, Biomas e Ciclos 15/03 Origem da vida 13:30

3 17/03 Evidências da evolução e teorias evolutivas 21/03 Especiação e evolução humana 22/03 Exercícios - Evolução 13:30 24/03 Água e sais minerais 28/03 Glicídios e Lipídios

4 29/03 Proteínas 31/03 Vitaminas e ácidos nucléicos

5 07 mar Ciclos biogeoquímicos: Carbono e Oxigênio 01. Resumo 02. Exercício de Aula 03. Exercício de Casa 04. Questão Contexto

6 RESUMO Os ciclos biogeoquímicos são aqueles que relacionam elementos abióticos do meio ambiente, elementos químicos e os seres vivos. Dois importantes ciclos, e que estão relacionados são o ciclo do carbono e o ciclo do oxigênio. O carbono é um elemento fundamental para a formação de moléculas orgânicas. O ciclo do carbono se inicia com a fixação deste elemento pelos seres autotróficos, através da fotossíntese ou quimiossíntese, e fica disponível para os consumidores e decompositores. Durante a respiração celular e a fermentação, o gás carbônico retorna para o meio ambiente. O ciclo do oxigênio também está relacionado à estes processos: durante a fotossíntese, o oxigênio é liberado para a atmosfera, e durante a respiração celular e a combustão ocorre ocorre o consumo deste gás. Este gás também é liberado para a atmosfera na queima de combustíveis fósseis como carvão mineral, gasolina e óleo diesel, e durante a queimada de florestas, contribuindo para o agravamento do efeito estufa. EXERCÍCIOS DE AULA Na estratosfera, o oxigênio é transformado em ozônio (O 3 ) por ação dos raios ultravioletas, formando a camada de ozônio, importante contra a entrada em excesso dessa radiação planeta. A exposição em excesso a esse tipo de reação pode causar câncer de pele e alterações genéticas por induzir mutações. A liberação constante de clorofluorcarbonos (CFC) leva a destruição da camada de ozônio O dióxido de carbono (CO 2 ) é uma substância chave no ciclo do carbono, onde há uma grande mobilidade do carbono entre os seres vivos e o ambiente. Essa mobilidade depende de vários processos químicos, físicos e biológicos. Identifique se são verdadeiras (V) ou falsas (F) as afirmativas abaixo. ( ) O dióxido de carbono é formado pela combustão completa de materiais orgânicos. ( ) A fotossíntese e a respiração são dois processos essenciais no ciclo biológico do carbono. ( ) Ao sintetizar um açúcar, a planta libera a energia armazenada nas ligações de carbono. ( ) O efeito estufa é agravado pela liberação de dióxido de carbono na atmosfera. ( ) O CO 2 é conhecido como gelo-seco, pois passa diretamente da fase sólida para a fase líquida. Assinale a alternativa que apresenta a sequência correta, de cima para baixo. a) F V F V V. b) F F V F V. c) V V F V F. d) V F V F F.

7 2. Considere os átomos de carbono de uma molécula de amido armazenada na semente de uma árvore. O carbono volta ao ambiente, na forma inorgânica, se o amido for. a) Usado diretamente como substrato da respiração pelo embrião da planta ou por um herbívoro. b) Digerido e a glicose resultante for usada na respiração pelo embrião da planta ou por um herbívoro. c) Digerido pelo embrião da planta e a glicose resultante for usada como substrato da fotossíntese. d) Digerido por um herbívoro e a glicose resultante for usada na síntese de substâncias de reserva. e) Usado diretamente como substrato da fotossíntese pelo embrião da planta O gráfico mostra a variação na concentração de gás carbônico atmosférico (CO 2 ), nos últimos 600 milhões de anos, estimada por diferentes métodos. A relação entre o declínio da concentração atmosférica de CO 2 e o estabelecimento e a diversificação das plantas pode ser explicada, pelo menos em parte, pelo fato de as plantas: a) Usarem o gás carbônico na respiração celular. b) Transformarem átomos de carbono em átomos de oxigênio. c) Resfriarem a atmosfera evitando o efeito estufa. d) Produzirem gás carbônico na degradação de moléculas de glicose. e) Imobilizarem carbono em polímeros orgânicos, como celulose e lignina. 4. O ciclo do carbono envolve processos relacionados com a respiração, decomposição, queima de combustíveis e fotossíntese. A participação do gás carbônico em todos esses eventos fez com que cientistas iniciassem um ambicioso experimento projetado na Amazônia em 20 anos. Esse projeto consiste em bombear, em alguns fragmentos de floresta, uma quantidade 50% maior de CO 2 do que aquela encontrada na natureza. Disponível em: < Acesso em: 29 set. de 2014.(Adaptado). O objetivo desse experimento é: a) Aumentar a conversão de gás carbônico em oxigênio. b) Complementar a captação de CO 2 feita pelas plantas. c) Prever os efeitos associados ao aquecimento global. d) Minimizar a perda de dióxido de carbono durante a respiração. e) Garantir a formação de combustíveis fósseis pela decomposição.

8 EXERCÍCIOS DE CASA 1. Os organismos mantêm constante troca de matéria com o ambiente. Os elementos químicos são retirados do ambiente pelos organismos, utilizados e novamente devolvidos ao meio, definindo os chamados ciclos biogeoquímicos. A figura representa um desses ciclos. É correto dizer que a figura representa o ciclo a) do fósforo, e as setas A e B representam, respectivamente, o trifosfato de adenosina (ATP) e o difosfato de adenosina (ADP). b) do oxigênio, e as setas A e B representam, respectivamente, a fotossíntese e a respiração. c) da água, e as setas A e B representam, respectivamente, a precipitação e a evapotranspiração. d) do nitrogênio, e as setas A e B representam, respectivamente, a biofixação e a desnitrificação. e) do carbono, e as setas A e B representam, respectivamente, a fotossíntese e a respiração O esquema abaixo representa a reciclagem do dióxido de carbono e do oxigênio entre os organismos fotossintetizantes e heterótrofos da biosfera da Terra. A análise do esquema permite concluir: a) Os organismos heterótrofos obtêm carbono do meio ambiente, na forma de moléculas orgânicas complexas, produzidas pelos autótrofos. b) Os seres autótrofos utilizam o oxigênio livre para constituir suas biomoléculas, através da fotossíntese. c) Moléculas de dióxido de carbono e água são incorporadas pelos autótrofos, pelo processo de respiração celular. d) Os seres autótrofos estão subordinados à produção de alimentos pelos heterótrofos. e) A fotossíntese contribui para o aumento da concentração de dióxido de carbono na atmosfera.

9 3. O Carbono é o elemento vital na constituição da matéria orgânica e é reciclado na biosfera através de vários processos. Sobre os caminhos do ciclo do carbono envolvendo diferentes organismos na biosfera, é correto afirmar que: a) Os decompositores utilizam o CO 2 para sintetizar moléculas orgânicas complexas. b) Os produtores quebram moléculas orgânicas complexas para disponibilizar CO 2 para os heterótrofos. c) Os consumidores obtêm carbono orgânico sintetizado pelos produtores a partir do CO 2. d) As moléculas de CO 2 são incorporadas pelos autótrofos no processo de respiração celular. e) Através da fotossíntese, os produtores fixam o O 2 para formar moléculas complexas de carbono. 4. Observe o esquema abaixo que representa o ciclo do oxigênio. 10 Assinale a alternativa que indica o nome dos processos 1, 2 e 3. a) Respiração, fotossíntese e combustão. b) Respiração, combustão e fotossíntese. c) Fotossíntese, respiração e combustão. d) Combustão, fotossíntese e respiração. e) Fotossíntese, combustão e respiração. 5. Considere o texto a seguir. Na biosfera, o carbono fixado na (I) retorna gradativamente à atmosfera em consequência da (II) e da (III). Ele ficará correto se os espaços I, II e III forem preenchidos, respectivamente, por: a) fotossíntese respiração transpiração. b) respiração fotossíntese transpiração. c) transpiração fotossíntese respiração. d) fotossíntese respiração queima de combustíveis fósseis. e) fotossíntese transpiração queima de combustíveis fósseis. 6. O esquema abaixo representa, de forma simplificada, os ciclos do carbono e do oxigênio.

10 7. Cientistas brasileiros e ingleses publicaram recentemente os resultados de uma pesquisa que mostra que a perda de carbono na Amazônia brasileira é 40% maior do que se sabia. De acordo com essa pesquisa, a perda de carbono não se restringe apenas ao desmatamento da Amazônia, mas também ao corte seletivo, aos efeitos de borda e à queima da vegetação de sub-bosque. Com relação ao ciclo do carbono e ao papel desempenhado pelas florestas nesse processo. Considere as afirmações abaixo: I. As florestas armazenam carbono na forma de açúcar. II. Todo o carbono da Terra está armazenado nos organismos fotossintetizantes. III. Florestas tropicais representam uma das principais áreas de fixação de carbono. IV. O gás carbônico é lançado no ambiente pela decomposição e combustão e é retirado pela respiração e fotossíntese. É correto o que se afirma em: 8. a) Somente I e II. b) Somente I e III. c) Somente I, II e III. d) Somente II, III e IV. e) Somente III e IV. A figura a seguir é um esquema simplificado do ciclo do carbono na natureza. 11 Nesse esquema: a) I representa os seres vivos em geral e II, somente os produtores. b) I representa os consumidores e II, os decompositores. c) I representa os seres vivos em geral e II, apenas os consumidores. d) I representa os produtores e II, os decompositores. e) I representa os consumidores e II, os seres vivos em geral. 9. De acordo com o ciclo do oxigênio, marque a alternativa incorreta: a) O oxigênio, além de participar da composição do ar e do gás carbônico, também participa da formação de compostos orgânicos e inorgânicos. b) Parte do oxigênio encontrado na atmosfera se transforma em ozônio, formando, dessa forma, a camada de ozônio, que é responsável por impedir que os raios ultravioletas penetrem no planeta. c) O único responsável pela destruição da camada de ozônio é a emissão de dióxido de carbono, que se acumula na atmosfera causando diversos prejuízos. d) Fotossíntese e respiração são os dois processos responsáveis pela manutenção da concentração de oxigênio e também de gás carbônico no ambiente.

11 10. O esquema a seguir representa, de forma simplificada, os ciclos do carbono e do oxigênio. Assinale a(s) proposição(ões) CORRETA(s). 01. I e II representam, respectivamente, o O 2 e o CO A necessidade de O 2 para a respiração explica o aparecimento dos animais antes dos vegetais na Terra. 04. Praticamente, todo o oxigênio livre da atmosfera e da hidrosfera tem origem biológica, no processo de fotossíntese. 08. O oxigênio se encontra no meio abiótico como integrante do ar atmosférico, ou no meio biótico, como constituinte das moléculas orgânicas dos seres vivos. 16. Alguns fatores, como excessivas combustões sobre a superfície da terra, têm determinado o aumento gradativo de taxa de CO 2 na atmosfera. 32. A manutenção das taxas de oxigênio e gás carbônico, no ambiente, depende de dois processos opostos: a fotossíntese e a respiração. QUESTÃO CONTEXTO Em Oceanografia, o termo bomba biológica (do inglês Biological Pump) se refere ao processo através do qual o carbono liberado por atividades naturais e antropogênicas na atmosfera terrestre é incorporado e armazenado no oceano profundo. A produção biológica marinha possui um papel muito importante no sequestro de carbono atmosférico, o que por sua vez é um importante mecanismo regulador do clima no planeta. 12 A bomba biológica de carbono cria um fluxo de matéria orgânica desde a superfície até o interior dos oceanos, que reduz a pressão parcial de dióxido de carbono na superfície e, consequentemente, a quantidade desse gás na atmosfera, permitindo que o mesmo seja absorvido e armazenado nas bacias oceânicas do planeta. A imagem a seguir mostra um esquema deste processo: <Texto retirado e adaptado de: org/wiki/bomba_ biol%c3%b3gica; Imagem retirada e adaptada de: nature/journal/v407/n6805/ fig_tab/407685a0_f1.html Data de acesso: 22/01/2017>

12 A partir das informações do texto e de seu conhecimento sobre o ciclo do carbono, responda quais processos biológicos realizados pelo fitoplâncton e pelos outros organismos representados na imagem que sequestram o carbono para o mar e que o devolvem para a atmosfera. Quando os organismos morrem, há uma sedimentação da matéria orgânica e o carbono não retorna à atmosfera. Qual a vantagem disso para o meio ambiente? GABARITO 01. Exercício de aula 1. c 2. b 3. e 4. c 03. Questão Contexto O fitoplâncton (algas e algumas bactérias) sequestra o carbono da atmosfera ao realizar a fotossíntese, e ele junto com outros organismos devolvem este carbono para a atmosfera através da respiração. 02. Exercício de casa 1. e 2. a 3. c 4. c 5. d 6. V V V V V 7. b 8. a 9. c Quando o carbono não retorna para a atmosfera, temos uma diminuição deste gás livre. Sendo o carbono um dos principais gases que agravam o efeito estufa, a bomba biológica é vantajosa para evitar o aquecimento excessivo da Terra. 13