1. Biologia <br />Frente 1<br />Módulo 15: NEODARWINISMO<br />1. Teoria Sintética ou NeodarwinismoA moderna teoria sintética da evolução envolve quatro fatores básicos: mutação, recombinação genética, seleção natural e isolamento reprodutivo. Os dois primeiros determinam a variabilidade genética, que é orientada pelos dois últimos. Três processos acessórios também atuam no processo; são eles: migração, hibridação e oscilação genética.<br />As fontes da variabilidadeSob a designação de variabilidade, enquadramos as diferenças existentes entre os indivíduos da mesma espécie. Como já estudamos em capítulos anteriores, as fontes de variabilidade são as mutações e a recombinação genética. É importante salientar que a mutação constitui a matéria-prima da evolução e ocorre espontaneamente, ou seja, nunca aparece como resposta do organismo a uma situação ambiental.<br />A seleção naturalAs variações são submetidas ao meio ambiente que, pela seleção natural, conserva as favoráveis e elimina as desfavoráveis. Assim, quando as condições ambientais se modificam, algumas variações serão vantajosas e permitirão, então, aos indivíduos que as apresentam, sobreviver e produzir mais descendentes do que aqueles que não as têm.Entre os principais exemplos de seleção natural, citaremos: melanismo industrial, bactérias e antibióticos, e moscas e DDT.<br />2. Melanismo IndustrialAntes da industrialização na Inglaterra, predominavam as mariposas claras; às vezes apareciam mutantes escuras, dominantes, que, apesar de serem mais robustas, eram eliminadas pelos predadores por serem visíveis. Depois da industrialização, no século XIX, as mutantes escuras passaram a ser mimetizadas pela fuligem e, como eram mais vigorosas, foram aumentando em frequência e substituindo as mariposas claras, que, agora, passaram a ser eliminadas pelos predadores, por ficarem mais visíveis. Os predadores da mariposa, que atuam, portanto, como agentes seletivos, são os pássaros.3. Resistências de Bactérias a AntibióticosPode-se dizer que não é a presença de um certo antibiótico que provoca o aparecimento das mutações; na realidade, estas surgem espontaneamente, e, quando conferem resistência ao antibiótico, são úteis à bactéria na presença do medicamento. Não se deve afirmar simplesmente que uma certa mutação é favorável ou desfavorável; essa afirmação só tem sentido se frisar o ambiente, porque a mesma mutação pode ser favorável ou des favorável, conforme o meio.4. Resistências de Moscas ao DDTDurante o primeiro ano em que o DDT foi usado numa determinada localidade, quase todas as moscas foram mortas; algumas, porém, por causa da variação herdada, não foram afetadas. Puderam sobreviver e se reproduzir e, assim, logo ultrapassaram em número os tipos de moscas menos resistentes naquela área. O inseticida foi-se tornando menos ativo. O DDT causou uma mudança no ambiente e só as moscas que eram resistentes puderam sobreviver e foram sendo selecionadas; não foi, portanto, o inseticida que conferiu resistência às moscas.<br />Isolamento reprodutivoOcorre o isolamento reprodutivo, quando duas populações de indivíduos não podem cruzar-se e, portanto, trocar genes. Os mecanismos de isolamento constituem barreiras ao intercâmbio de genes e podem ser:– Mecanismos pré-zigóticosImpedem a fecundação e a formação do zigoto.HabitatAs populações vivem na mesma região, mas se localizam em habitat diferentes.Sazonal ou temporalA reprodução é impossibilitada devido à ocorrência de maturidade sexual em épocas diferentes.EtológicoA fecundação não ocorre devido a diferenças de comportamento, impossibilitando o acasalamento.MecânicoDiferenças estruturais nos órgãos reprodutores impedem a fecundação.– Mecanismos pós-zigóticosOcorre a fecundação, mas os zigotos produzem híbridos fracos ou estéreis.lnviabilidade do híbridoDevido a sua fraqueza orgânica.Esterilidade do híbridoDeterminada por anomalia de gônadas ou impossibilidade de meiose.Deterioração da F2Os híbridos (F1) são normais e férteis, mas seus descendentes (F2) são fracos ou estéreis.<br />Fatores evolutivos complementares– MigraçãoA migração é responsável pelo fluxo gênico, que traz à população novos genes, contribuindo para aumentos da variabilidade genética.– HibridaçãoConsiste no cruzamento entre popuIações com patrimônios genéticos diferentes, produzindo indivíduos com alta variabilidade genética.– Oscilação genéticaNas populações finitas, pequenas, o equilíbrio de Hardy-Weinberg é alterado pelo tamanho da população. Se ocorrer mutação rara, o número de portadores da mutação será baixo e, pela sua morte, desaparecerá da população. Poderá aparecer de novo quando e se ocorrer nova mutação. É a oscilação genética, que depende do fato de o gene ser favorável ou não.É a oscilação genética que explica como os genes detrimentais podem aumentar de frequência e, como em índios, há frequências altas de tipos sanguíneos diferentes, de acordo com a tribo.<br />Módulo 16: O PROCESSO DE ESPECIAÇÃO<br />1. EspeciaçãoConsiste no processo de formação de espécies e obedece aos seguintes estágios:1.º estágio: uma população A vive em um ambiente homogêneo.2.º estágio: uma diferenciação ambiental provoca a migração da população para ambientes diferentes. Assim, a população A divide-se em A1 e A2 que migram para ambientes diferentes. Isoladas geograficamente e submetidas a pressões seletivas diferentes, tais populações passam a constituir raças geográficas ou subespécies.3.º estágio: com o passar do tempo, aumenta a diferenciação genética entre A1 e A2, provocando o isolamento reprodutivo.4.º estágio: as raças A1 e A2 coexistem novamente na mesma região. Permanecendo distintas em razão dos mecanismos de isolamento reprodutivo, que as separam, A1 e A2 são reconhecidas como espécies distintas.<br />Estágios da especiação.<br />2. Irradiação Adaptativa ou Evolução DivergenteÉ o processo de evolução de uma espécie ancestral em uma variedade de formas, que ocupam diferentes ambientes. Em virtude da constante competição por espaço e alimento, cada grupo de organismos tende a se expandir e ocupar diferentes ambientes por meio de novas características adquiridas. O conceito de irradiação adaptativa, ou seja, evolução em várias direções, partindo de um ancestral comum, pode ser ilustrado pela estrutura dos membros dos mamíferos. Assim, partindo de um tipo primitivo, surgiram os voadores, nadadores, trepadores etc.3. Convergência Evolutiva ou Evolução ConvergenteConsiste na semelhança entre organismos de origens diferentes que, vivendo por muito tempo no mesmo ambiente, são submetidos às mesmas pressões seletivas e acabam por se assemelhar. É o caso da semelhança corpórea entre um ictiossauro, réptil fóssil, um peixe, o tubarão, e um mamífero, o golfinho; no caso, trata-se de uma adaptação à vida aquática.<br />Frente 2<br />Módulo 29: OS MÉTODOS ANTICONCEPICIONAIS<br />1. Anticoncepcionais<br />São métodos, permanentes ou temporários, utilizados para impedir ou intervir no processo da concepção. Para que a gravidez se concretize, é necessário que se completem as seguintes fases:<br />– Ovulação, processo que ocorre em torno do 14º dia após o início da menstruação. Durante essa fase, há uma pequena alteração na temperatura do corpo da mulher.<br />– Fecundação, processo da união do óvulo com o espermatozóide.– Nidação, processo de implantação do blastocisto na parede do útero.<br />Os anticoncepcionais interrompem a ocorrência dessas fases, evitando a concepção. Há métodos temporários, como: pílula, espermicida, diafragma e DIU.<br />A vasectomia no homem e a ligadura tubária ou laqueadura na mulher são métodos cirúrgicos e permanentes.<br />Há também os métodos naturais, como: curva térmica, tabelinha, camisa-de-vênus ou camisinha, de Billings e coito interrompido.<br />A pílula combinadaÉ uma associação de hormônios sintéticos (ex.: etinilestradiol e norgestrel) semelhantes aos naturais (estrógenos e progesterona).A pílula anticoncepcional inibe o hormônio GnRH secretado pelo hipotálamo. Esse hormônio hipotalâmico promove a liberação das gonadotrofinas hipofisárias (FSH e LH).A pílula atua, portanto, por meio de feedback negativo (retroalimentação negativa), impedindo o amadurecimento e a eliminação do óvulo. Ela é anovulatória.Há também a minipílula, em cartelas de 28 comprimidos e de uso contínuo. Ela é constituída, basicamente, de progesterona sintética e estimula o aumento de secreção do muco cervical, servindo de barreira à passagem dos espermatozóides.<br />EspermicidasSão produtos em forma de creme, espumas, esponjas ou geléias que a mulher introduz no fundo da vagina, antes do ato sexual. Eles destroem os espermatozóides antes que atinjam os óvulos, impedindo a fecundação.<br />O diafragmaÉ um dispositivo em forma de capuz, fabricado em látex (borracha) flexível. Deve ser colocado no fundo da vagina. Ele veda a passagem dos espermatozóides para o útero, evitando a fecundação.<br />Dispositivo intra-uterino É um pequeno objeto, em forma de Y, T ou 7 e confeccionado em cobre, que o médico introduz no interior da cavidade uterina, durante o período menstrual (o colo uterino encontra-se entreaberto). O DIU provoca uma modificação química no endométrio, dificultando a nidação (implantação do embrião). Para os cientistas, o DIU também estimula o aumento da secreção do muco cervical, dificultando a ascensão do espermatozóide. O cobre tem, também, uma ação espermaticida e diminui a mobilidade dos gametas masculinos.<br />A vasectomiaÉ um método anticoncepcional cirúrgico, permanente, de fácil realização, em que o médico faz uma pequena incisão em ambos os lados do saco escrotal, seccionando os canais deferentes. Isso impede que os espermatozóides produzidos nos testículos juntem-se ao material ejaculado. Não havendo espermatozóides, não ocorrerá fecundação. O indivíduo ejacula esperma (líquido nutritivo), sem espermatozóides.<br />Ligadura tubária ou laqueaduraÉ também um método anticoncepcional cirúrgico, realizado pela oclusão das trompas. A esterilização é concretizada porque o óvulo liberado é absorvido pelo próprio organismo, ficando impedido de migrar pelas trompas para ser fecundado pelos espermatozóides. Constitui uma barreira mecânica para a passagem do óvulo.<br />Curva térmicaÉ baseada no aumento da temperatura corpórea que ocorre durante o período de ovulação. O casal deve praticar abstinência sexual desde o momento em que é observada a elevação da temperatura corpórea da mulher até que esta volte ao normal, em alguns dias.<br />A tabelinhaConsiste na abstinência sexual durante o provável período fértil. Também é denominado “método do ritmo”. O período fértil, em mulheres de ciclos regulares de 28 dias, pode ser detectado com o auxílio de uma tabela. Ela se baseia na ovulação, que ocorre 14 dias após o início da menstruação.Esse período vai de cinco dias antes da ovulação até cinco dias após essa data.<br />Período Fértil<br />Camisa-de-vênus ou condomÉ considerado um método de barreira. Ela é fabricada em látex e colocada à disposição no mercado, em texturas e até mesmo cores diferentes, contendo ou não substâncias lubrificantes para facilitar a penetração. É “vestida” no pênis após a ereção e impede que os espermatozóides atinjam a vagina, pois, com a ejaculação, eles ficam presos dentro da camisinha.<br />Riscos de GravidezGestações em 100 mulheres em 1 anoPílula0,1% a 0,3%Espermicidas6% a 15%Diafragma2,4% a 13%DIU0,5% a 5%Vasectomia0,15%Ligadura tubária0,01%Tabelinha, curva térmica, método de Billings25% a 40%Camisinha4% a 15%Coito interrompido15% a 23%Minipílula2,5%Nenhum cuidado80%<br />Também é muito usada para a prevenção de doenças sexualmente transmissíveis, já que não há contato direto entre o pênis e a vagina. Sua utilização deve ser seguida à risca, de acordo com as instruções:– Coloque sempre a camisinha antes do início do ato sexual, com o pênis ereto.<br />– Deixe um espaço vazio na ponta da camisinha para servir como depósito do esperma.<br />– Aperte o bico da camisinha até sair todo o ar, tomando cuidado para não a romper.<br />– Encaixe a camisinha na ponta do pênis e vá desenrolando-a.<br />– Se a camisinha se romper durante o ato sexual, retire o pênis imediatamente e coloque uma nova.<br />– Após a ejaculação, retire o pênis com cuidado, para evitar que o esperma escape, comprimindo a camisinha na sua base.<br />– Retirada a camisinha, embrulhe-a em papel higiênico e jogue no lixo.<br />Método de BillingsBaseia-se na observação do aumento do muco cervical que ocorre durante o período de ovulação. O casal pratica a abstinência sexual desde o momento em que a mulher apresenta aumento da umidade vaginal até alguns dias após essa fase.Quando o muco fica transparente (lembrando a clara de um ovo cru), lubrificante e muito elástico, é indício de que a mulher está no período fértil.Um dia ou dois após esse ápice do muco, ocorrerá a ovulação (dia mais fértil).<br />Coito interrompidoÉ uma prática anticoncepcional muito usada pela população. Consiste na retirada do pênis da vagina antes de o homem ejacular, ou seja, antes que solte o líquido seminal. É um método pouco seguro, pois, mesmo antes da ejaculação, pode haver a saída de espermatozóides.<br />2. Observações gerais<br />– Injeções de hormônios em doses elevadas também podem ser utilizadas como anticoncepcionais.<br />– A pílula do dia seguinte (contracepção de emergência) é uma medicação à base de progestogênio levonorgestrel. Ela provoca um retardo ou pausa na ovulação e bloqueia a migração espermática, devido a alterações do muco cervical.<br />– A pílula RU-486 é um medicamento à base de mifepristona, de efeito abortivo.<br />– O Cytotec, remédio utilizado contra úlceras gastroduodenais, tem também um efeito abortivo, podendo até colocar em risco a vida da gestante.<br />Todo método anticoncepcional pode ocasionar efeitos indesejáveis à saúde do indivíduo e, portanto, só deve ser utilizado com acompanhamento médico.<br />Módulo 30: TIREÓIDE E PARATIREOIDES<br />1. Tireoide<br />É uma glândula endócrina que pesa aproximadamente 30 gramas. A tireóide localiza-se sobre os primeiros anéis da traquéia. Apresenta dois lobos (um de cada lado da laringe) constituídos por tecido glandular endócrino e ligados por um istmo.<br />A tireóide produz tiroxina (tetraiodotironina) e triiodotironina.<br />A tiroxina e a triiodotironina são liberadas na corrente sangüínea sob a estimulação de tirotrofina (TSH), hormônio produzido pela adenoipófise e estimulante da tireóide. Esse hormônio estimula a captação do iodo pelas células dos folículos (da tireóide) e aumenta o tamanho e a atividade das células secretoras.<br />Os hormônios da tireóide estimulam as reações químicas (metabolismo) da maioria dos tecidos do organismo, pois aumentam a quantidade de enzimas oxidativas.<br />A tireóide acelera o metabolismo dos carboidratos, dos lípides e das proteínas; tem função importante no crescimento e desenvolvimento, influindo, inclusive, no ciclo menstrual e na fertilidade.<br />Tireóide e glândulas paratireóides. (Note a relação entre elas e a traquéia.)<br />HipotireoidismoAs suas manifestações variam conforme a idade em que se inicia a insuficiência da tireóide.O hipotireoidismo congênito traz o aparecimento de um quadro clínico denominado cretinismo. O afetado apresenta peque na estatura (devido a um desenvolvimento deficiente do esqueleto), cabeça grande e pernas curtas, a dentição é ir regular, o desenvolvi mento sexual é atrasado e há debilidade mental.O hipotireoidismo no adulto traz como efeitos fisiológicos mais evidentes: queda da freqüência cardíaca, apatia, aumento de peso, engrossamento e tumefação da pele (mixe-dema).<br />HipertireoidismoO indivíduo hipertireóidico apresenta: intolerância ao calor, metabolismo basal alto, aumento da freqüência cardíaca, perda de peso, tremor nas mãos, nervosismo e ou tras perturbações psíquicas. Na maioria dos hipertireóidicos ocorre a protusão dos globos oculares (exoftalmia).O bócio (papo) é um aumento de volume da tireóide em decorrência de hipo ou hiperfuncionamento da glândula. O bócio pode ser endêmico, como resultado da falta de iodo em determinadas áreas geográficas. A falta de iodo no organismo impede a transformação da tiroglobulina em tiroxina. O baixo teor de tiroxina no sangue vai provocar a liberação constante de tirotrofina pela hipófise (feedback). Essa estimulação prolongada da tireóide, por sua vez, leva à hiperplasia da glândula (bócio).<br />2. Paratireoides<br />As paratireóides apresentam-se no homem como dois pares de glândulas ovóides que pesam cerca de 140mg. Estão localizadas na face posterior da tireóide.<br />A função dessas glândulas está intimamente relacionada com o metabolismo do cálcio e do fósforo. Desempenham um papel importante na manutenção do nível normal desses íons no plasma e no líquido intercelular.<br />O hormônio das paratireóides, o paratormônio, mantém constante a relação entre cálcio e fósforo no plasma, aumenta a eliminação de cálcio e fósforo pela urina e mobiliza o cálcio dos ossos; favorece também a absorção de cálcio pelo intestino, porém, nesse caso, é indispensável a presença da vitamina D.<br />HipoparatireoidismoA falta ou insuficiência do paratormônio reduz o cálcio sangüíneo de seu nível normal e determina um aumento no nível do fósforo, enquanto a excreção renal do cálcio e do fósforo diminui. A queda acentua da no nível do cálcio sangüíneo leva ao aparecimento da tetania muscular, devido a uma hiperexcitabilidade dos tecidos nervoso e muscular, causada pela insuficiência dos íons de cálcio no sangue.<br />HiperparatireoidismoNos pacientes com uma hiperfunção da paratireóide, ocorre uma alteração na relação cálcio/fósforo do sangue; o nível do cálcio eleva-se muito e o nível do fósforo diminui. O excesso do hormônio determina uma grande mobilização de cálcio dos ossos, levando ao aparecimento de deformações ósseas e fraturas freqüentes. Há eliminação de cálcio e de fósforo pela urina, podendo haver formação de cálculos renais devido a um depósito de cálcio.<br />Gráfico mostrando o efeito da administração de paratormônio sobre as concentrações de cálcio e fosfato no plasma sangüíneo.<br />Módulo 31: PÂNCREAS E ADRENAIS<br />1. Pâncreas<br />O pâncreas é uma glândula anfícrina, ou seja, apresenta uma parte endócrina (ilhotas de Langerhans), que produz insulina e glucagon, e uma parte exócrina, que produz o suco pancreático.<br />InsulinaÉ um hormônio que interfere no metabolismo dos açúcares (carboidratos), controlando o nível de glicose no sangue. Controla a produção de glicogênio pelo fígado e estimula o consumo de glicose pelos tecidos, aumentando a permeabilidade através das membranas celulares a esta substância.O hipoinsulinismo provoca uma doença denominada Diabetes mellitus.<br />Corte do pâncreas destacando as células produtoras de hormônios.<br />Os sintomas mais característicos do quadro clínico são a hiperglicemia e a hiperglicosúria (eliminação de excesso de glicose pela urina). A quantidade de glicose sangüínea supera o nível normal, ultrapassando os limites da reabsorção renal; por tanto, o excesso é eliminado na urina.A deficiência na produção de insulina pode depender de vários fatores, porém, geralmente, é causada por fatores genéticos.O hiperinsulinismo é uma doença rara causada pela produção excessiva de insulina, geralmente resultante de tumor nas ilhotas de Langerhans. Como conseqüência, advém a hipoglicemia. O excesso de insulina de termina, pela hipoglicemia, o choque insulínico, que se caracteriza por grande excitabilidade do sistema nervoso central, podendo resultar em tremores, intenso nervosismo e até alucinações. Em casos mais extremos, pode levar a convulsões, perda de consciência e até mesmo ao estado de coma.A insulina é secretada pelas células β das ilhotas de Langerhans do pâncreas.<br />GlucagonTem uma ação antagônica à insulina, fazendo aumentar a glicemia. Estimula a glicogenólise no fígado e a liberação de glicose no sangue. A sua secreção é controlada pelo nível de glicose sangüínea. A queda do nível de glicose determina a liberação de glucagon, que, por sua atividade, restabelece a glicemia normal.O glucagon é secretado pelas células α das ilhotas de Langerhans do pâncreas.<br />2. Adrenais ou suprarrenais<br />São glândulas que se localizam sobre o pólo superior de cada rim.<br />A adrenal apresenta duas regiões que diferem na origem, estrutura e fisiologia: o córtex e a medula.<br />A medula da suprarrenal apresenta os seguintes hormônios:– adrenalina;<br />– noradrenalina.<br />Córtex da adrenalÉ a parte externa da glândula que envolve a medula. Tem origem embrionária mesodérmica. Os principais hormônios são: a aldosterona e o cortisol. Merecem ser cita dos ainda a corticosterona e os hormônios androgênicos e estrogênicos.– Aldosterona: É também denominada mineralocorticóide. É responsável pela regulação do metabolismo salino, causando aumento na reabsorção do sódio e excreção renal do potássio. Como conseqüência secundária da reabsorção do sódio, a aldosterona determina uma reabsorção maior de cloro.A corticosterona, em menor grau que a aldosterona, aumenta a reabsorção de sódio pelos túbulos renais.– Cortisol: É também chamado glicocorticoide, por determinar aumento da concentração de glicose no sangue. Desempenha papel importante no metabolismo das proteínas e das gorduras, levando à síntese de glicose a partir dessas substâncias, o que se denomina neoglicogêne se. A corticosterona também tem peque na função glicocorticóide.O cortisol causa também menos consumo de glicose pelos tecidos e aumenta a resistência à insulina.<br />Pâncreas e duodeno seccionados.(d = duodeno; dpa = duto pancreático acessório; dpp = duto pancreático principal; cp = cabeça do pâncreas; cop = corpo do pâncreas; cap = cauda do pâncreas).<br />– Hormônios corticossexuais: Normalmente, há uma contínua secreção de hormônios corticossexuais – os estrógenos e a progesterona – pelo córtex da suprarrenal nos indivíduos de ambos os sexos. Os efeitos fisiológicos desses hormônios são mínimos, embora atuem junta mente com os hormônios das gônadas no desenvolvimento dos caracteres sexuais secundários.<br />Anomalias do córtex da adrenal– Hipoadrenalismo: Uma das manifestações do hipoadrenalismo é a doença de Addison, que se caracteriza por astenia, perda de peso, vômitos, diarréias e pigmentação excessiva da pele.– Hiperadrenalismo: A conseqüência é o aparecimento da doença de Cushing, que se caracteriza pela obesidade do rosto e do tronco sem comprometimento geral dos membros, hipertensão arterial, diminuição da tolerância à glicose, debilidade e alterações cutâneas.– Síndrome androgenital: A hiperatividade cortical com a produção excessiva de hormônios androgênicos leva a essa síndrome. Se o hipercorticalismo surge na vida fetal, pode causar o pseudo-hermafroditismo feminino (meninas com clítoris super desenvolvido e vários sintomas de virilização). No menino pré-púbere, ocorre desenvolvimento sexual precoce. Na mulher adulta, leva ao aparecimento de pêlos no rosto e no tronco, atrofia das mamas e menstruação escassa ou ausente; a voz torna-se grossa e o aspecto corporal, masculino. Esse quadro denomina-se virilismo.<br />Adrenal ou glândula supra-renal. (Observar a glândula em corte transversal, à direita.)<br />Curva de glicemia após a ingestão de 50 gramas de glicose. No indivíduo normal, o nível de glicose no sangue sofre um aumento e, após 3 horas, volta ao normal; no diabético, no qual não ocorre aumento da secreção de insulina após ingestão de glicose, a glicemia abaixa muito vagarosamente após 3 ou 4 horas da ingestão de glicose.<br />Módulo 32: AS VITAMINAS<br />1. Conceito<br />Vitaminas são compostos orgânicos que atuam como coenzimas, ou seja, ativando as enzimas responsáveis pelo metabolismo celular.<br />Agem em pequenas quantidades, sendo obtidas por meio dos alimentos.<br />2. AvitaminosesChamamos de avitaminoses ou doenças de carência as enfermidades causadas pela falta de certas vitaminas. Assim, por exemplo, são avitaminoses: nictalopia, raquitismo e escorbuto.3. Classificação<br />As vitaminas são classificadas em dois grupos:<br />a) lipossolúveis (A, D, E e K), que se dissolvem apenas em óleos e gorduras;<br />b) hidrossolúveis (C e complexo B), que se dissolvem em água.<br />4. Vitaminas lipossolúveis<br />Vitamina A– Funções: Classifica-se em: retinol, encontrado nos alimentos de origem animal (manteiga, ovos e óleo de fígado de peixe), e provitamina A ou β-caroteno, produzida pelos vegetais. É uma vitamina indispensável para a visão, especialmente noturna, bem como para a regeneração dos epitélios (pele e mucosas).– Carência: A avitaminose provoca nictalopia (cegueira noturna), hemeralopia (ofuscamento), xeroftalmia (ulcera ção da córnea) e baixa resistência às infecções.– Fontes: As principais fontes de vitamina A são alimentos de origem animal, como leite, manteiga, queijos, gema de ovo, fígado e óleo de fígado de peixes. Os melhores fornecedores de caroteno são os vegetais verdes e amarelos, como cenoura, milho, agrião, couve, alface e espinafre.<br />Vitamina D– Funções: Trata-se do calciferol ou vitamina anti-raquítica, cuja função é a perfeita calcificação dos ossos e dentes. É ingerida na forma de provitamina D que se transforma em D, na pele, pela ação dos raios UV.– Carência: A avitaminose provoca o raquitismo na infância, a osteomalácia (amolecimento geral do esqueleto) no adulto e a osteoporose (ossos quebradiços) no idoso.– Fontes: As fontes alimentares são os óleos de fígado de peixes (bacalhau, atum e cação), leite, fígado, manteiga e ovo.<br />Vitamina E– Funções: É também chamada de tocoferol ou vitamina antiestéril, porque provoca, na sua ausência, esterilidade em ratos. No homem, tem ação antioxidante, evitando a oxidação de compostos celulares.– Carência: A carência acarreta degeneração muscular.– Fontes: Os alimentos mais ricos em vitamina E são os óleos vegetais, as hortaliças verdes, ovos, carnes e peixes.<br />Vitamina K– Funções: É a vitamina anti-hemorrágica que atua na coagulação sangüínea, favorecendo a síntese de protrombina.– Carência: A carência provoca o retarda mento da coagulação do sangue e conseqüente hemorragia.– Fontes: Couve, espinafre, cenoura, ervilha, tomates, fígado, ovos e leite.<br />5. Vitaminas hidrossolúveis<br />São as vitaminas C e o complexo B, que agrupa uma série de vitaminas, não porque sejam similares na composição química ou nos efeitos, mas porque tendem a ocorrer jun tas.<br />Vitamina B1– Funções: É a tiamina ou aneurina, que atua como enzima no metabolismo dos açúcares, permitindo a liberação de energia necessária às atividades vitais. É conhecida como “vitamina da disposição”, graças aos efeitos benéficos sobre a disposição mental.– Carência: A avitaminose produz o beribéri, uma polineurite generalizada.– Fontes: A fonte mais rica é o lêvedo de cerveja. Também aparece na carne, fígado, ovos, cereais (arroz e trigo) e frutas (maçã, pêra, ameixa, pêssego e banana).<br />Vitamina B2– Funções: É conhecida como riboflavina, uma constituinte das flavoproteínas (FAD), coenzimas que atuam como transportadoras de elétrons no processo respiratório.– Carência: A carência acarreta a glossite (inflamação da língua) e a queilose (fissuras nos cantos dos lábios).– Fontes: Lêvedo, leite, fígado, rim, queijo, verduras e peixes.<br />Vitamina B3– Funções: É a niacina ou nicotinamida ou ácido nicotínico, constituinte do NAD e do NADP, substâncias fundamentais na bioenergética celular.– Carência: A avitaminose produz a pelagra (pele áspera), enfermidade que se caracteriza por dermatite, diarréia e demência, daí também ser conheci da como doença dos três Ds.– Fontes: As melhores fontes são lêvedo, fígado, carne (boi, vitela e porco), aves e peixes.<br />Vitamina B5– Funções: É o ácido pantotênico, um constituinte da coenzima A atuante no metabolismo dos carboidratos, gordura e proteínas e na transferência de energia. Contribui para a forma ção de células, mantendo o crescimento normal, e para o desenvolvimento do SNC.– Carência: A deficiência causa hipoglicemia, dermatite, perturbações gástricas, alopecia (queda de pêlos e cabelos).– Fontes: Lêvedo, cereais, legumes, músculos e ovo.<br />Vitamina B6– Funções: Trata-se da piridoxina, que entra na constituição química das transaminases, enzimas atuantes na for mação de aminoácidos.– Carência: A falta produz a acrodínia, doença que se caracteriza pelas inflamações das extremidades do corpo (mãos e pés), convulsões e hiperirritabilidade.– Fontes: Lêvedo, trigo, fígado, rim, coração, leite, ovo, carne e legumes.<br />Vitamina B12– Funções: É a cianocobalamina, uma vitamina que contém cobalto e atua na formação de hemácias, prevenindo a anemia.– Carência: Na ausência dessa vitamina, ocorre a anemia perniciosa.– Fontes: Fígado, carne bovina e suína, leite, queijo e ovo.<br />Vitamina H– Funções: Quimicamente é a biotina, sintetizada pelas bactérias e necessária para a manutenção da pele e das mucosas.– Carência: A carência provoca dermatite.– Fontes: Lêvedo, legumes, leite, carne e peixes do mar.<br />Vitamina C– Funções: É conhecida como ácido ascórbico. Atua nos processos imunológicos, estimulando a produção de anticorpos, e na prevenção de resfriados.– Carência: A avitaminose determina o escorbuto, moléstia que se manifesta por fraqueza, dores musculares e sangramento das gengivas.– Fontes: As melhores fontes são as frutas (laranja, limão, caju, goiaba e abacaxi) e verduras (agrião e repolho) cruas.<br />Frente 3<br />Módulo 15: CICLOS BIOGEOQUÍMICOS: CARBONO, OXIGÊNIO E NITROGÊNIO<br />1. O ciclo da água<br />ImportânciaA água é a substância mais abundante na constituição da célula, sendo vital para a atividade metabólica. Não existe vida na ausência de água.<br />O ciclo curto ou geoquímicoNa Terra, os maiores depósitos de água são os oceanos. Sofrendo evaporação constante, a água dos oceanos passa à atmosfera na forma de vapor. Ali se condensa e constitui as nuvens, voltando para a superfície da Terra por meio de precipitação, na forma de chuva, neve, granizo etc. A água, assim precipitada, acaba for mando nascentes e rios, retornando, por fim, aos oceanos. O padrão escrito representa o ciclo curto da água.<br />O ciclo longo ou biogeoquímicoNo ciclo biogeoquímico, os vegetais e animais entram no ciclo da água em vários pontos.A água existente no solo é absorvida pelas raízes dos vegetais; a seguir, através do caule, atinge as folhas. Ali, uma pequena parte (1%) é usa da na fotossíntese. A maior parte da água é eliminada através de três fenômenos: respiração, transpiração e gutação, que devolvem o precioso líquido para a atmosfera.<br />Grande parte sai das folhas durante o processo de transpiração, retornando à atmosfera. Damos o nome de evapotranspiração ao conjunto de dois fenômenos: água evaporada do solo e a eliminada na transpiração vegetal. Os animais ingerem água diretamente do meio (rios, lagos etc.), ou, então, comendo os vegetais.Essa água pode voltar ao ambiente por respiração, transpiração, excreção e egestão.Salienta-se, ainda, que a água contida nos tecidos vegetais e animais volta ao ambiente, quando eles morrem, pela ação dos de compositores. O ciclo da água aparece esquematizado na figura acima.<br />2. O ciclo do carbono<br />ImportânciaQuase todos os compostos envolvidos na estrutura celular e na atividade metabólica são orgânicos e, portanto, apresentam carbono na sua constituição. A reciclagem desse elemento é fundamental para a manutenção da vida.<br />O carbono nos vegetaisO CO2 atmosférico ou dissolvido na água é absorvido pelos vegetais e, através da fotossíntese, usado para a formação de compostos orgânicos.O carbono das plantas pode seguir três caminhos:1. por meio da respiração é devolvido ao ambiente na forma de CO2;2. passa para os animais herbívoros e, depois, para os carnívoros;3. com a morte e a de composição, volta na forma de CO2.<br />O carbono nos animaisO carbono dos animais, como nos vegetais, pode seguir três caminhos:1. por meio da respiração é devolvido como CO2;<br />2. passa para outros animais através da nutrição;3. volta ao estado de CO2, com a morte e a decomposição.<br />A fotossínteseO material vegetal pode ser depositado nos fundos de lagos e mares, em camadas compactas recobertas por lama e sujeitas a grandes pressões. É desse modo que os resíduos podem originar os combustíveis fósseis, como o carvão e o petróleo. Aprisionado por longo tempo, o carbono, existente no carvão e no petróleo, é devolvido à atmosfera como CO2 por combustão. O ciclo do carbono aparece na figura ao lado.<br />3. O ciclo do oxigênio<br />ImportânciaO oxigênio é fundamental para a vida na Terra, por atuar no processo de respiração aeróbica, que ocorre na maioria dos organismos.<br />A produção de oxigênioTodo o oxigênio existente na atmosfera é produzido pela fotos síntese. Sabemos que na fase inicial desse processo ocorre a fotólise da água, ou seja, a decomposição dela em H2 e O2, que são liberados na atmosfera. Os seres vivos fixam o O2 durante a respiração. Em síntese, o ciclo do oxigênio, que aparece na figura acima, constitui uma alternância entre a fotossíntese e a respiração. <br />4. Importância do ciclo do nitrogênio<br />O nitrogênio é um elemento indispensável à vida, por ser um constituinte das proteínas e dos ácidos nucléicos, substâncias de grande importância na estrutura e no metabolismo das células.<br />5. Etapas<br />Para melhor entender o complexo ciclo do nitrogênio, vamos dividi-lo em etapas.<br />Fixação do nitrogênioO nitrogênio é um elemento abundante na atmosfera; 78% do ar é formado por nitrogênio. Contudo, a maioria dos organismos é incapaz de aproveitá-lo diretamente no seu metabolismo. Assim, quando inspiramos, uma grande porção de nitrogênio entra em nosso aparelho respiratório, mas torna a sair com a expiração. Só algumas bactérias e cianofíceas são capazes de converter o nitrogênio gasoso da atmosfera em nitratos, que serão utilizados pelos vegetais.<br />O nitrogênio nos vegetaisOs nitratos são absorvidos pelas raízes dos vegetais, que os utilizam para a síntese de aminoácidos e proteínas. Pela nutrição, o nitrogênio existente em proteínas chega aos animais, através das cadeias alimentares. Com a morte da planta, suas proteínas podem atingir o solo.<br />O nitrogênio nos animaisOs herbívoros obtêm nitrogênio, comendo as proteínas vegetais, e os carnívoros, comendo carne. Nos animais, o metabolismo das proteínas forma subprodutos que são excreta dos na forma de compostos nitrogenados, como amônia, uréia e ácido úrico.– Amonificação: A decomposição de cadáveres por bactérias e fungos, bem como a decomposição de excretas nitrogenadas (uréia e ácido úrico), determina a produção de amônia, num processo conhecido por amonificação.– Nitrificação: Trata-se de um processo realizado por bactérias pertencentes aos gêneros Nitrosomonas e Nitrobacter. Assim, a amônia (NH3) é convertida em nitritos () por Nitrosomonas e em nitratos por Nitrobacter. Desse modo, formam-se nitratos que podem ser absorvidos pelas plantas.– Desnitrificação: É o processo em que as bactérias desnitrificantes podem liberar nitrogênio gasoso dos nitratos, o qual retorna à atmosfera.– Os nódulos de leguminosas: Existe uma importante associação mutualística entre as bactérias do gênero Rhizobium (bacilo radicícola) e as raízes de plantas leguminosas (feijão, ervilha, soja etc.). Essa associação provoca o aparecimento, nas raízes de leguminosas, de regiões mais espessas, ricas em matéria nitrogenada, chamadas nódulos ou nodosidades. Quando essas nodosidades envelhecem, elas morrem e se desagregam, enriquecendo o solo com material nitrogenado.– A adubação verde: Na agricultura, as leguminosas são empregadas como “adubo verde”; enterradas no próprio local de crescimento, fornecem, pela decomposição, um rico adubo nitrogenado.<br />O ciclo do nitrogênio.<br />1. Importância do ciclo do nitrogênio<br />O nitrogênio é um elemento indispensável à vida, por ser um constituinte das proteínas e dos ácidos nucléicos, substâncias de grande importância na estrutura e no metabolismo das células.<br />2. Etapas<br />Para melhor entender o complexo ciclo do nitrogênio, vamos dividi-lo em etapas.<br />Fixação do nitrogênioO nitrogênio é um elemento abundante na atmosfera; 78% do ar é formado por nitrogênio. Contudo, a maioria dos organismos é incapaz de aproveitá-lo diretamente no seu metabolismo. Assim, quando inspiramos, uma grande porção de nitrogênio entra em nosso aparelho respiratório, mas torna a sair com a expiração. Só algumas bactérias e cianofíceas são capazes de converter o nitrogênio gasoso da atmosfera em nitratos, que serão utilizados pelos vegetais.<br />O nitrogênio nos vegetaisOs nitratos são absorvidos pelas raízes dos vegetais, que os utilizam para a síntese de aminoácidos e proteínas. Pela nutrição, o nitrogênio existente em proteínas chega aos animais, através das cadeias alimentares. Com a morte da planta, suas proteínas podem atingir o solo.<br />O nitrogênio nos animaisOs herbívoros obtêm nitrogênio, comendo as proteínas vegetais, e os carnívoros, comendo carne. Nos animais, o metabolismo das proteínas forma subprodutos que são excreta dos na forma de compostos nitrogenados, como amônia, uréia e ácido úrico.– Amonificação: A decomposição de cadáveres por bactérias e fungos, bem como a decomposição de excretas nitrogenadas (uréia e ácido úrico), determina a produção de amônia, num processo conhecido por amonificação.– Nitrificação: Trata-se de um processo realizado por bactérias pertencentes aos gêneros Nitrosomonas e Nitrobacter. Assim, a amônia (NH3) é convertida em nitritos () por Nitrosomonas e em nitratos por Nitrobacter. Desse modo, formam-se nitratos que podem ser absorvidos pelas plantas.– Desnitrificação: É o processo em que as bactérias desnitrificantes podem liberar nitrogênio gasoso dos nitratos, o qual retorna à atmosfera.– Os nódulos de leguminosas: Existe uma importante associação mutualística entre as bactérias do gênero Rhizobium (bacilo radicícola) e as raízes de plantas leguminosas (feijão, ervilha, soja etc.). Essa associação provoca o aparecimento, nas raízes de leguminosas, de regiões mais espessas, ricas em matéria nitrogenada, chamadas nódulos ou nodosidades. Quando essas nodosidades envelhecem, elas morrem e se desagregam, enriquecendo o solo com material nitrogenado.– A adubação verde: Na agricultura, as leguminosas são empregadas como “adubo verde”; enterradas no próprio local de crescimento, fornecem, pela decomposição, um rico adubo nitrogenado.<br />Módulo 16: POPULAÇÕES E RELAÇÕES ENTRE OS SERES VIVOS<br />1. Relações harmônicas entre os seres vivos<br />Nas relações harmônicas não existe desvantagem para nenhuma das espécies consideradas e há benefício pelo menos para uma delas. Tais relações podem ser divididas em homotípicas e heterotípicas.<br />Pequena colônia do espongiário Leucosolenia.<br /> <br />– Relações homotípicas: Também chamadas intra-específicas, são aquelas que ocorrem entre organismos da mesma espécie. Pertencem a este grupo as colônias e<br />sociedades.<br />– Relações heterotípicas: Também chamadas de interespecíficas, são aquelas que acontecem entre organismos de espécies diferentes.<br />A. Colônias<br />São constituídas por organismos da mesma espécie, que se mantêm anatomicamente unidos entre si. A formação das colônias é determinada por um processo reprodutivo assexuado, o brotamento.<br />As colônias podem ser homomorfas e heteromorfas.<br />Colônias homomorfasTais colônias são constituídas por indivíduos iguais, que realizam as mesmas funções, ou seja, não existe a chamada divisão de trabalho. Como exemplo citamos as colônias de espongiários, de protozoários, de cracas (crustáceos), entre outras.<br />Colônias heteromorfasSão constituídas por indivíduos morfologicamente diferentes, com funções distintas, caracterizando a chamada divisão de trabalho fisiológico. Quando formadas por dois tipos de organismos, tais colônias são chamadas de dimórficas. Como exemplo citamos a Obelia, uma colônia de celenterados em que aparecem dois tipos de indivíduos: gastrozóides, para a nutrição, e gonozóides, para a reprodução.<br />Obelia, colônia dimórfica.<br />As colônias polimórficas são estruturadas por vários tipos de indivíduos adaptados para funções distintas. Como exemplo clássico citamos as caravelas, complexas colônias de celenterados. Uma caravela apresenta um pneumatóforo, vesícula cheia de gás, que funciona como flutuador. Dele partem indivíduos especializados para a nutrição (gastrozóides), a reprodução (gonozóides), a natação (nectozóides) e a defesa (dactilozóides).B. SociedadesSão associações de indivíduos da mesma espécie, que não estão unidos, ou seja, ligados anatomicamente, e formam uma organização social que se expressa através do cooperativismo.Sociedades altamente desenvolvidas são encontradas entre os chama dos insetos sociais, representados por cupins, vespas, for migas e abelhas. Para um estudo mais aprofundado, destacaremos aquelas evidenciadas entre abelhas, formigas e cupins.AbelhasNa sociedade das abelhas distinguem-se três castas: a rainha, o zangão e as operárias.A rainha é a única fêmea fértil da colônia; salienta-se que em cada colônia existe apenas uma rainha. Os zangões são os machos férteis, enquanto as operárias ou obreiras são fêmeas estéreis.As operárias são encarregadas de obter alimento (pólen e néctar) e produzir a cera e o mel. A cera é usa da para confeccionar as celas hexagonais, onde são postos os ovos; o mel é fabricado por trans formação do néctar e constituído por glicose e frutose.A única atividade dos zangões é a fecundação da rainha; após o vôo nupcial, são expulsos e morrem de inanição.<br />Indivíduos do gênero Atta (saúva).<br />Térmitas.<br />2. Protocooperação<br />Também conhecida como cooperação, trata-se de uma associação entre duas espécies diferentes, na qual ambas se beneficiam. Contudo, tal associação não é in dispensável à sobrevivência, podendo cada espécie viver isoladamente.<br />Como exemplo, citaremos:<br />O caranguejo bernardoeremita e a anêmona.<br />Também conhecido como paguro eremita, trata-se de um crustáceo marinho que apresenta o abdômen mole e desprotegido de exoesqueleto.<br />A fim de proteger o abdômen, o bernardo vive no interior de uma concha vazia de caranguejo. Sobre a concha aparecem anêmonas (pólipos de celenterados) providos de tentáculos que eliminam substâncias urticantes. A anêmona é transportada pelo paguro eremita, o que facilita a ela a captura do alimento. Em troca, a anêmona protege o crustáceo contra a ação de predadores, através de seus tentáculos.<br />O pássaro-palito e o crocodilo.<br />O pássaro-palito penetra na boca dos crocodilos que ficam nas margens do Nilo, nutrindo-se dos restos alimentares e de vermes existentes na boca do réptil. A vantagem é mútua, por que, em troca do alimento, o pássaro livra o crocodilo dos parasitas.<br />Pássaro-palito e crocodilo.<br />O anu e o gado<br />O anu é uma ave que se alimenta dos carrapatos existentes na pele do gado, capturando-os diretamente. Em troca, livra o gado dos indesejáveis parasitas.<br />MutualismoTrata-se de uma associação com benefícios mútuos. É mais íntima do que a cooperação, sendo necessária à sobrevivência das espécies, que não podem viver isoladamente. Cada espécie só consegue viver na presença da outra.<br />Beija-flores e flores de angioespermas mantêm uma relação do tipo matualismo.<br />Dentre os exemplos, destacaremos: BacteriorrizaChamamos de bacteriorriza a associação entre as bactérias do gênero Rhizobium e as raízes de leguminosas.Como já vimos, no ciclo do nitrogênio, a bactéria produz com postos nitrogenados aproveitados pela planta e recebe dela matéria orgânica produzida na fotossíntese.MicrorrizaNeste caso tem-se uma associação entre fungos e raízes de árvores florestais.O fungo, que é um decompositor, fornece ao vegetal nitrogênio e outros nutrientes minerais; em troca, recebe matéria orgânica fotos sintetizada.Cupins e protozoáriosOs cupins ou térmitas ingerem madeira, mas não conseguem digerir a celulose, pois não possuem a celulase, enzima que digere a mesma. No tubo digestório do cupim, existem protozoários flagelados capazes de realizar tal digestão.LiquensÉ comum encontrarmos os liquens firmemente aderidos às rochas ou às cascas de árvores, formando uma crosta verde-acinzentada. O líquen é uma associação entre alga e fungo.A alga é um produtor e sintetiza o alimento que é utilizado pelo fungo, organismo heterótrofo consumi dor. Em troca, o fungo envolve e protege a alga contra a desidratação. Separa dos, tais organismos não sobrevivem. <br />3. Comensalismo<br />No comensalismo, uma espécie (comensal) beneficia-se, enquanto a outra (hospedeira) não leva vantagem alguma.<br />Um caso típico é a rêmora ou peixe-piolho, que vive como comensal do tubarão. No alto da cabeça, a rêmora apresenta uma ventosa por meio da qual se fixa no tubarão.<br />O efeito disso sobre o tubarão é nulo, mas a rêmora se beneficia, por que engole as sobras alimentares do tubarão, além de se deslocar sem gasto de energia.<br />Rêmora e tubarão.<br />4. Inquilinismo<br />É a associação em que uma espécie (inquilino) procura abrigo ou suporte no corpo de outra espécie (hospedeiro), sem prejudicá-la.<br />Trata-se de uma associação semelhante ao comensalismo, não envolvendo alimento.<br />Citaremos dois exemplos:<br />O peixe-agulha e a holotúriaO peixe-agulha apresenta um corpo fino e alongado e se protege contra a ação de predadores, abrigando-se no interior das holotúrias (pepinos-do-mar), sem prejudicá-las. <br />Epifitismo<br />Epífitas são plantas que crescem sobre os troncos de plantas maiores, sem parasitá-las.<br />São epífitas as orquídeas e as bromélias, que, vivendo sobre árvores, obtêm maior suprimento de luz solar.<br />Bromélias epífitas na Mata Atlântica.<br />Relações Harmônicas HeterotípicasTiposEspécies ReunidasEspécies separadasEspécieAEspécieBEspécieAEspécieBProtocooperação+++0Mutualismo++0–Comensalismo (A comensal de B)+0–0Inquilinismo (A inquilino de B)+0–00: as espécies não são afetadas em seu desenvolvimento.+: o desenvolvimento da espécie torna-se possível ou é melhorado.–: o desenvolvimento da espécie é reduzido ou torna-se impossível.<br />As relações desarmônicas se caracterizam por beneficiarem um dos associados e prejudicarem o outro.Tais relações também podem serintraespecíficas e interespecíficas.5. Relações intraespecíficas ou homotípicas<br />São as que ocorrem entre indivíduos da mesma espécie, como é o caso da competição intraespecífica e do canibalismo.<br />Competição intraespecíficaÉ a relação que se estabelece entre os indivíduos da mesma espécie, quando concorrem pelos mesmos fatores ambientais, principalmente espaço e alimento.<br />CanibalismoCanibal é o indivíduo que mata e come o outro da mesma espécie.O canibalismo pode ocorrer entre ratos, quando existe falta de espaço. <br />6. Relações interespecíficas ou heterotípicas<br />Acontecem entre indivíduos de espécies diferentes e compreendem: competição interespecífica, predatismo, amensalismo e parasitismo.<br />Competição interespecíficaA competição entre espécies diferentes se estabelece quando tais espécies possuem o mesmo hábitat e o mesmo nicho ecológico. É o caso de cobras, corujas e gaviões, que vivem na mesma região e atacam pequenos roedores.<br />PredatismoPredador é o indivíduo que ataca e devora outro, chamado presa, pertencente a uma espécie diferente. Os predadores são, geralmente, maiores e menos numerosos que suas presas, sendo exemplificados pelos animais carnívoros.Tanto os predadores quanto as presas apresentam adaptações para ataque e defesa. Daremos especial destaque para a adaptação designada mimetismo.Através do mimetismo os animais, pela cor ou forma, assemelham-se ao meio ambiente, com o qual se confundem. Tanto as presas como os predadores procuram esconder-se: os primeiros a fim de não serem per seguidos; os segundos para não serem descobertos. Assim, numerosos insetos que habitam a vegetação possuem cor verde.Um interessantíssimo exemplo de mimetismo é dado pelo cama leão, um réptil provido de cromatóforos, células pigmentadas que permitem uma variação na coloração do corpo.Assim, tal animal é capaz de mudar sua cor em conformidade com o ambiente em que é colocado. Tal fenômeno é designado homocromia.<br />AmensalismoAmensalismo é um tipo de associação na qual uma espécie, chamada amensal, é inibida no crescimento ou na reprodução por substâncias secretadas por outra espécie, chamada inibidora.A relação pode ser exemplificada pelos flagelados Gonyaulax, causadores das chamadas marés vermelhas. Em tal caso, os flagela dos eliminam toxinas que provocam a morte da fauna marinha.Outro caso é representado pelos fungos que produzem antibióticos, impedindo o desenvolvimento de bactérias.<br />ParasitismoNesse caso, uma das espécies, chamada parasita, vive na superfície ou interior de outra, designada hospedeiro. O parasita alimenta-se a partir do hospedeiro, podendo até matá-lo. Os exemplos são numerosos e estudados na Zoologia. <br />Relações Desarmônica HeterotípicasTiposEspécies ReunidasEspécies separadasEspécieAEspécieBEspécieAEspécieBCompetição––00Predatismo (A predador de B)+––0Parasitismo (A paratista de B)+––0Amensalismo (A amensal de B)–0000: as espécies não são afetadas em seu desenvolvimento.+: o desenvolvimento da espécie torna-se possível ou é melhorado.–: o desenvolvimento da espécie é reduzido ou torna-se impossível.<br />7. Conceito de população<br />A demoecologia, ou dinâmica das populações, descreve as variações quantitativas das diversas espécies e procura as causas dessas variações.<br />População é um conjunto de seres da mesma espécie que habitam a mesma área num certo tempo.<br />Densidade PopulacionalSe dividirmos o número de indivíduos que constituem uma população pela área que ocupam, encontramos a densidade populacional.Densidade populacional é o número de indivíduos por unidade de espaço.Se a população for bidimensional, o espaço será uma área e, se ela for tridimensional, o espaço será um volume.Exemplos1) A densidade de uma população humana é de 12 habitantes/ km2.2) A densidade de uma população de eucaliptos é de 980 árvores/ hectare.3) A densidade de uma população de peixes é de 13/m3.<br />Determinantes do Tamanho Populacional<br /> Número de indivíduos Densidade = ––––––––––––––––––––––––––– Número da área <br />O tamanho de uma população é determinado por quatro fatores básicos:– Taxa de natalidade: Número de nascimentos em uma certa unidade de tempo.– Taxa de mortalidade: Número de mortes em uma certa unidade de tempo.– Taxa de imigração: Número de indivíduos que entram na população por unidade de tempo.– Taxa de emigração: Número de indivíduos que saem da população por unidade de tempo.Salienta-se que a natalidade (N) e a imigração (I) são fatores de acréscimo, enquanto a mortalidade (M) e a emigração (E) são fatores de decréscimo. Essas quatro variáveis têm de ser investigadas pelo ecologista que queira adquirir uma noção precisa sobre as características da população que está estudando. Assim, temos:<br />População em crescimentoN + I = M + EPopulação estávelN + I = M+EPopulação em declínioN +I < M+E<br />Potencial Biótipo e Resistência AmbientalDá-se o nome de potencial biótipo à capacidade potencial do crescimento de uma população em condições ambientais favoráveis.A resistência ambiental exerce um controle natural, pois se opõe ao potencial biótipo, limitando-o. Por resistência ambiental entende-se o conjunto de fatores limitantes do crescimento, como alimento, clima, espaço, competição, predação e parasitismo.É devido à resistência ambiental que as populações não crescem de acordo com o seu potencial biótipo.<br />A - Potencial biótipoB - Crescimento real (curva sigmóide)C - Resistência do meioK - Capacidade limite de suporte do meio<br />Curva Normal do Crescimento PopulacionalO crescimento de uma população que foi introduzida em um novo meio ocorre em três fases:1) Fase de cresci mento lento, correspondente à fase de adaptação no novo meio.2) Fase de crescimento rápido, com exploração máxima do ambiente.3) Fase de crescimento retardado, devido à resistência ambiental.Finalmente, a população atinge o equilíbrio dinâmico e passa a apresentar oscilações, isto é, pequenas variações em torno do equilíbrio médio, ou flutuações, grandes variações em torno desse equilíbrio.<br />As Causas das Flutuações– Competição: As espécies competem por espaço e alimento; tal competição pode ser intra ou interespecífica e pode eliminar um dos competidores. Os gráficos a seguir mostram as curvas de crescimento de duas populações de micróbios P e P’, quando estão separadas (gráfico I) e quando estão no mesmo meio de cultura (gráfico II).<br />Gráfico I.<br />Gráfico II.<br />– Predatismo: Suponhamos uma cadeia alimentar simples:<br />Vegetáis  Herbívoros  Carnívoros (presa) (predador) <br />Se a população do predador diminuir, a da presa aumentará; depois o alimento vegetal tornar-se-á insuficiente e a população da presa diminuirá devido ao aumento da mortalidade pela fome ou por epidemias.Se a população de predador aumentar, aumentará o consumo de presa, e a população de predador diminuirá devido à mortalidade pela fome ou por epidemias.As relações de tamanho entre predador e presa podem ser esquematizadas segundo o gráfico a seguir.<br />A - Crescimento lentoB - Crescimento rápidoC - Crescimento retardadoD - Equilíbrio dinâmico Curva normal de crescimento populacional.<br />– Parasitismo: Na maioria das vezes, as doenças provocadas por parasitas são endêmicas: a proporção de afetados não varia com o tempo. Quando aumenta, passa-se por uma epidemia (se a doença se dissemina pela Terra, tem-se uma pandemia).Numa epidemia, o aumento da população de para sitas leva ao aumento do número de doenças graves; com isso, a população de hospedeiros diminui pelo aumento da taxa de mortalidade. Mas a população para sita também sofre uma queda por não ter mais o que parasitar, voltandose à situação de endemia.– Alimentação: O aumento da quantidade de alimento provoca a aceleração do crescimento, o aparecimento mais rápido da maturidade sexual, o aumento da fecundidade, a redução da variação do tamanho entre os indivíduos da mesma idade, o aumento do teor de gorduras no organismo e a redução do canibalismo em rela ção aos filhotes.A redução na quantidade de alimento acarreta o retardamento do crescimento e da maturidade sexual, a redução da fecundidade, o aumento do canibalismo e a diminuição da quantidade de gorduras de reserva.– Fatores climáticos: São fatores como temperatura, luminosidade, umidade etc. A sua influência pode ser direta ou indireta. Em relação aos animais, o que se pode dizer é que a ação dos fatores climáticos é importante e direta sobre os pecilotermos, sendo freqüentemente indireta e me nos importante sobre os homeotermos, que dispõem de mecanismos fisiológicos que se tornam relativamente independentes do meio exterior.<br />Curvas de sobrevivênciaExistem três tipos de curvas de sobrevivência:1. Muitos indivíduos têm a mesma duração de vida. É o caso da maioria dos mamíferos.2. A mortalidade permanece constante durante toda a vida. Acontece com a hidra.3. A mortalidade é elevada nos jovens. Ocorre em peixes e numerosos invertebrados.<br />Diversos tipos de curvas de sobrevivência.<br />Química<br />Frente 1<br />Módulo 15: HIBRIDAÇÃO DE ORBITAIS; HIBRIDAÇÃO DO CARBONO<br />1. Hibridação de orbitaisÉ um rearranjo de orbitais, isto é, uma mudança na forma, energia e orientação dos orbitais.2. Hibridação sp3Encontramos este tipo de hibridação nas moléculas de fórmula XY4, em que X é um elemento da família do carbono:C(Z = 6), Si (Z = 14), Ge (Z = 32), Sn (Z = 50), Pb (Z = 82).Todos eles apresentam 4 elétrons na camada de valência.Sabemos que o carbono é tetravalente e as quatro valências são equivalentes.Exemplo<br /> <br />Estado fundamental <br />Por essa estrutura, o carbono seria bivalente (dois elétrons desemparelhados).<br />Estado excitado (ativado)<br />Por absorção de energia, um elétron 2s é promovido para o orbital 2p.<br />O carbono já é tetravalente, mas por essa estrutura as 4 valências não são equivalentes.<br />Estado hibridado<br />O orbital 2s e os três orbitais 2p se rearranjam, formando 4 orbitais equivalentes denominados sp3.<br />O orbital s é esférico, os orbitais p têm forma de halteres e os orbitais sp3, a forma de um “queijo provolone” (um lobo pequeno e um lobo grande). Os quatro orbitais sp3 se dirigem para os vértices de um tetraedro regular.As moléculas XY4 são tetraédricas.<br /> <br />3. Hibridação sp2Este tipo de hibridação aparece na família do boro: B(5), Al(13), Ga(31), In (49), Tl(81).Apresentam 3 elétrons na camada de valência: <br />Por essa estrutura, eles seriam monovalentes. Como são trivalentes, há ativação de um desses elétrons:<br />Fazemos agora uma hibridação do tipo sp2.<br />Os três orbitais sp2 se dirigem para os vértices de um triângulo eqüilátero, pois assim eles ficarão o mais afastado possível um do outro.Observe que o orbital pz não foi hibridado, isto é, a hibridação sp2 possui um orbital p puro (não-híbrido), perpendicular ao plano dos orbitais sp2.<br />As moléculas BF3, BCl3, BH3, AlCl3 são planas triangulares (planas trigonais).<br />A molécula do trifluoreto de boro (BF3) é plana trigonal e não obedece à regra do octeto (o boro fica com 6 elétrons na camada de valência).<br />4. Hibridação spComo exemplo, temos o berílio (Z = 4), que apresenta 2 elétrons na camada de valência:<br />Por essa estrutura, o berílio não faria ligações. Como ele é bivalente, é ativado:<br />Fazemos, agora, uma hibridação do tipo sp:<br />Os dois orbitais sp se repelem, ficando em oposição. As moléculas BeH2, BeCl2 são lineares.Observe que a hibridação sp possui dois orbitais p puros.<br />A molécula do cloreto de berílio (BeCl2) é linear e não obedece à regra do octeto (o berílio fica com 4 elétrons na camada de valência).<br />1. Hibridação do carbonoDependendo das condições, o carbono pode apresentar os três tipos de hibridação.2. Carbono não faz ligação PI (Estabelece somente ligações simples)A hibridação é sp3, o ângulo entre as ligações é 109°28’ e o carbono está no centro de um tetraedro. <br />Consideremos, como exemplo, o etano. <br />A configuração do átomo de carbono no estado isolado (estado fundamental) é:<br />De acordo com essa estrutura, o carbono deveria ser bivalente, pois poderia emparelhar dois elétrons, respectivamente, nos orbitais 2px e 2py.O carbono, no entanto, é tetravalente. Ocorre com esse elemento o fenômeno da hibridação.Quando o carbono estabelece somente ligações simples, o orbital 2s se hibridiza com os três orbitais 2p, dando origem a quatro orbitais hibridizados sp3, apresentando estrutura tetraédrica.A ligação C — C seria formada, portanto, pela interpenetração direta de dois orbitais sp3. A essa ligação dá-se o nome de ligação sigma (s : sp3 — sp3).3. Carbono faz uma ligação piA hibridação é sp2, o ângulo entre as ligações é 120°.<br />Consideremos, como exemplo, o eteno:<br />A hibridação do C é sp2, pois há necessidade de um orbital p para estabelecer a ligação pi.<br />4. Carbono faz duas ligações piA hibridação é sp, o ângulo entre as ligações é 180°.<br />Tomemos, como exemplo, o etino (acetileno).<br />A hibridação do C é sp, pois há necessidade de dois orbitais p para fazer as ligações pi.<br />A molecula do etano é espacial (dois tetraedos unidos por um vértice).<br />A molécula do etano é plana.<br /> <br />A molécula do etino apresenta os quatro núcleos em uma mesma linha reta.<br />Módulo 16: QUÍMICA ORGÂNICA; AMINOÁCIDOS E PROTEÍNAS<br />1. Aminoácidos Aminoácidos são compostos de função mista amina–ácido carboxílico:<br />Exemplos<br />Os aminoácidos têm CARÁTER ANFÓTERO, isto é, podem reagir com ácidos ou com bases, pois apresentam grupo ácido (do ácido carboxílico) e grupo básico (da amina).Por causa da neutralização intramolecular, os aminoácidos apresentam-se como sal interno:<br />Reação de aminoácido com ácido mineral:<br />Reação de aminoácido com base mineral:<br />2. ProteínasProteínas são macromoléculas sintetizadas por organismos vivos por condensação de a-aminoácidos (apresentam o grupo amino ligado ao carbono vizinho da carboxila).<br />Proteína é, portanto, um polipeptídeo de grande massa molecular.As proteínas, sob a ação de catalisadores (enzimas, ácido), sofrem hidrólise, formando aminoácidos.<br />H2O Proteína  aminoácidoscatalisador <br />Aminoácidos essenciais e não essenciaisOs 23 componentes comuns das pro teínas são α-aminoácidos, sendo, por tanto, estes aminoácidos bastante importantes. Certos aminoácidos não podem ser sintetizados pelo metabolismo humano e por este motivo devem estar presentes na dieta (geralmente ligados em forma de proteínas). São os aminoácidosessenciais: valina, leucina, isoleucina, feni lalanina, treonina, metionina, triptofana, lisina, arginina e histidina. Os demais aminoácidos são não essenciais, isto é, o organismo humano consegue sintetizá-los.Exemplos: glicocola, alanina, ácido aspártico etc.<br />left0Proteínas As proteínas constituem o material primário de toda vida. São os principais componentes estruturais dos tecidos. Pele, cabelo, olhos, unhas, cartilagens, tendões e ligamentos contêm proteínas. Enzimas, que catalisam as reações químicas nos organismos vivos, são proteínas.<br />Frente 2<br />Módulo 15: ISOMERIA OPTICA<br />1. Isomeria Espacial: Isomeria Óptica<br />Para estudarmos a isomeria óptica, vamos utilizar um aparelho denominado polarímetro. Com o auxílio deste aparelho, dividimos os compostos químicos em dois grupos: Substâncias opticamente ativas (SOA)São as substâncias que desviam o plano de vibração da luz polarizada.Substâncias opticamente inativas (SOI)São as que não desviam o plano de vibração da luz polarizada.Substâncias dextrogiras São as que desviam o plano da luz polarizada para a direita.Substâncias levogirasSão as que desviam o plano da luz polarizada para a esquerda.Carbono assimétrico ou quiralÉ o carbono que tem quatro ligantes diferentes. Toda molécula com carbono assimétrico apresenta isomeria óptica.<br /> <br />É representado na Química Orgânicapor C com um asterisco (*).Exemplos<br /> <br /> <br />Substâncias com um carbono assimétricoToda substância que apresenta um carbono assimétrico tem dois isômeros espaciais: um dextrogiro e um levogiro. Estes são chamados de enantiomorfos ou antípodas ópticos, pois suas moléculas comportam-se como objeto e imagem especulares.ExemploExistem dois ácidos láticos espacialmente diferentes: o ácido lático dextrogiro e o levogiro. A mistura dos dois em proporções eqüimoleculares é chamada de RACÊMICO. Este não gira o plano de vibração da luz polarizada.<br /> <br />2. Substâncias com dois átomos de carbono assimétricos (quirais) diferentesTeremos quatro moléculas espacialmente diferentes. Duas dextrogiras e duas levogiras.Exemplo<br />3. Substâncias com quot;
nquot;
átomo de carbono assimétricos diferentesTeremos 2n isômeros ativos e 2n – 1 racêmicos.Exemplo<br />Existem três átomos de carbono assimétricos diferentes (n = 3). Assim, teremos 23 (oito) isômeros ativos e 23 – 1 (quatro) racêmicos.<br /> Há quatro compostos com o nome 3-clorobutan-2-ol.<br />Temos quatro átomos de carbono assimétricos diferentes (n = 4).Assim, existem:2n = 24 ⇒ 16 isômeros ativos2n – 1 = 23 ⇒ 8 racêmicos<br />4. Substâncias com dois átomos de carbono assimétricos iguaisTeremos três moléculas espacialmente diferentes: uma dextrogira, uma levogira e uma opticamente inativa chamada MESO.NotaO isômero meso, apesar de ter dois átomos de carbono assimétricos, não gira o plano da luz polarizada, pois amolécula é simétrica.Resumo<br /> <br />Módulo 16: ESTERIFICAÇÃO, SAPONIFICAÇÃO E ELIMINAÇÃO<br />1. Esterificação<br />Reação de esterificação é a reação que ocorre entre um álcool e um ácido orgânico (ou inorgânico), produzindo éster e água. Toda reação de esterificação é reversível.<br />A reação inversa é uma hidrólise do éster.<br /> <br /> <br /> <br />Observação: Na esterificação temos, em geral, a reação do OH do ácido com o H (do OH) do álcool formando água.<br />Exemplos<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br />2. Saponificação<br />Os ésteres sofrem hidrólise básica, chamada saponificação.<br /> <br />Os sabões, em geral, são sais sódicos ou potássicos de ácidos graxos (ácidos carboxílicos de cadeia longa).<br /> <br /> <br /> <br />Exemplos<br /> <br /> <br />O sabão pode ser obtido também em uma reação de ácido graxo com base forte:<br /> <br /> <br /> Todo sabão é biodegradável (decomposto sob a ação de micro-organismos que vivem no ambiente aquático). Os detergentes sintéticos podem ou não ser biodegradáveis. Os detergentes de cadeia carbônica não ramificada são biodegradáveis e os de cadeia ramificada não o são.<br /> Exemplo<br /> <br /> <br /> <br />3. Reação de eliminação <br />Há uma diminuição no número de grupos ligados ao carbono. O grau de insaturação aumenta. <br />São reações que seguem o esquema geral:<br /> <br /> <br />Exemplos<br /> <br /> <br /> <br />4. Desidratação de álcoois<br />A desidratação (eliminação de água) de um álcool pode conduzir a alceno ou éter, dependendo das condições de reação.<br />Ordem de reatividade dos álcoois na desidratação:<br />Terciário > Secundário > Primário<br />a) Desidratação intramolecular de um álcool conduz à formação de um alceno.<br />Exemplos<br /> <br /> <br />b) Desidratação intermolecular de um álcool conduz à formação de um éter. <br />Exemplo<br /> <br /> <br /> 5. Eliminação de HX em derivados Halogenados<br /> <br /> <br /> 6. Desidratação de ácidos carboxílicos<br /> <br /> <br /> A desidratação do ácido fórmico produz monóxido de carbono.<br /> <br /> 7. Eliminação em compostos Di-Halogenados<br /> <br /> <br />Frente 3<br />Módulo 15: HIDRÓLISE SALINA<br />1. IntroduçãoQuando um sal é dissolvido em água, pode ocorrer uma reação chamada hidrólise, que é o inverso da reação de neutralização.<br />hidrólise sal + água ácido + baseneutralização <br />Dependendo do tipo de sal, a solução resultante pode ser ácida, básica ou neutra.2. Hidrólise de sal de ácido fraco e base forteExemplo<br />NaCN sal derivado do ácido cianídrico: HCN fraco, e do hidróxido de sódio: NaOH forte.<br />NaCN + H2O HCN + NaOH<br />Tanto o sal como a base, compostos iônicos, encontram-se dissociados em água e o ácido fraco praticamente não se ioniza.A maneira correta de se escrever o equilíbrio é:<br />CN- + H2O HCN + OH-<br />A solução será básica (pH > 7), devido à formação de íons OH–.Outros exemplos de sais:K2CO3, H3CCOONa, CaCO3, NaHCO3, ...3. Hidrólise de sal de ácido forte e base fracaExemplo: NH4Cl sal derivado de ácido clorídrico: HCl forte, e do hidróxido de amônio: NH4OH fraco.<br />NH4Cl + H2O HCl + NH4OH<br />O íon NH4+, dissociado do sal em água, sofre hidrólise e a melhor maneira de se escrever o equilíbrio é:<br />NH+4 + H2O H3O+ + NH3<br />A solução resultante será ácida (pH < 7), devido à formação de íons H+ (H3O+).<br />Outros exemplos de sais: ZnCl2, (NH4)2 SO4, NH4I, ...4. Hidrólise de sal de ácido fraco e base fracaA solução resultante poderá ter pH superior, igual ou inferior a 7, dependendo das forças relativas do ácido e da base. Como o ácido e a base são fracos, o meio final é aproximadamente neutro (pH  7).<br />Exemplos de sais:<br />NH4CN + H2O NH4OH + HCN<br />NH4F + H2O NH4OH + HF<br />5. Sais de ácido forte e base forteEsses sais não sofrem hidrólise; a solução resultante é neutra e o pH do meio igual a 7.ExemplosNaCl, K2SO4, NaNO3, ...6. Constante de Hidrólise (Kh)Considerando o equilíbrio<br />CN- + H2O HCN + OH-<br />a constante de hidrólise é expressa por <br />Pode-se demonstrar nesse caso que<br />Para o equilíbrio<br />NH+4 + H2O H3O+ + NH3<br />7. Grau de hidróliseÉ a relação entre a quantidade em mols do sal hidrolisado e a quantidade em mols do sal dissolvido:<br />Módulo 16: PRODUTO DE SOLUBILIDADE (Kps)<br />. ConceitoVamos admitir uma solução saturada de uma substância pouco solúvel que apresente corpo de fundo.<br />Verifica-se que é estabelecido um equilíbrio entre o sólido no corpo de fundo e seus íons em solução.Genericamente:<br />By+x Ax-y(s) xBy+(aq) + yAx-(aq)<br />A expressão da constante de equilíbrio é:<br />K = [By+]x . [Ax-]y<br />Essa constante de equilíbrio é denominada produto de solubilidade (PS ou KP.S. ou KS). Seu valor só varia com a temperatura. 2. Relação entre solubilidade e produto de solubilidadePara substâncias de fórmulas semelhantes, quanto mais insolúvel a substância (quanto menor a solubilidade), menor o valor de KP.S..Exemplo <br />CompostoKP.S.Solubilidade (mol/L)Agl1,5 .10–161,2 . 10–80,1mol/L HCl1,1 . 10–101,0 . 10–50,05mol/L H2SO44,8 . 10–96,9 . 10–5<br />3. Quando ocorre precipitaçãoO precipitado (corpo de fundo) só se forma quando a solução estiver saturada em relação aos íons que a compõem, ou seja, quando o produto das concentrações em mol/L dos íons na solução superar o seu produto de solubilidade.Se o produto das concentrações dos íons for menor que KP.S., a solução é insaturada, não se formando o precipitado. Se o produto das concentrações dos íons for igual ao KP.S., a solução é saturada, sem corpo de fundo.Exemplo <br />AgCl(s) Ag+(aq) + A–(aq)<br />[Ag+] . [Cl–] < KP.S. solução insaturada[Ag+] . [Cl–] = KP.S.  solução saturada[Ag+] . [Cl–] > KP.S.  formação de precipitado<br />4. Efeito do ícon comum sobre a solubilidadeVamos admitir uma solução saturada de um sal BA pouco solúvel:<br />B+A– B+ (aq) + A– (aq)<br />KP.S. = [B+] . [A–]<br />Se a essa solução adicionarmos qualquer substância que contenha um íon comum (B+ ou A–), haverá deslocamento de equilíbrio “para a esquerda”, com conseqüente precipitação de parte do sal BA que estava dissolvido.5. Produto de solubilidade de alguns compostos a 25ºC<br />SalProduto iônicoKP.S.AgC2H3O2[Ag+][C2H3O-2]2,5 x 10-3AgBr[Ag+][Br-]4,8 x 10–13Ag2CO3[Ag+]2[CO=3]8,2 x 10–12AgCl[Ag+][Cl-]1,2 x 10–10Agl[Ag+][l-]1,5 x 10–16Ag2S[Ag+]2[S=]1,6 x 10–49Al(OH)3[Al3+][OH-]35,0 x 10–33BaCO3[Ba++][CO=3]4,9 x 10–9BaSO4[Ba++][SO=4]1,1 x 10–10CdS[Cd++][S=]1,0 x 10–28CaCO3[Ca++][CO=3]4,8 x 10–9CaF2[CA++][F-]24,2 x 10–11Ca(OH)2[Ca++][OH-]21,3 x 10–6CaSO4[Ca++][SO=4]6,1 x 10–5CuCl[Cu+][Cl–]3,2 x 10–7Cu2S[Cu+]2[S=]1,6 x 10–48CuS[Cu+]2[S=]8,5 x 10–45FeS[Fe++][S=]3,7 x 10–19Fe(OH)3[Fe3+][OH–]31,5 x 10–36HgS[Hg++][S=]3,0 x 10–53MgCO3[Mg++][CO=3]2,5 x 10–5Mg(OH)2[Mg++][OH–]25,9 x 10–12MnS[Mn++][S=]1,4 x 10–15NiS[Ni++][S=]1,8 x 10–21PbCl2[Pb++][Cl–]21,0 x 10–4PbCrO4[Pb++][CrO=4]1,8 x 10–14PbSO4[Pb++][SO=4]1,9 x 10–8PbS[Pb++][S=]8,4 x 10–28SrSO4[Sr++][SO=4]2,8 x 10–7ZnS[Zn++][S=]4,5 x 10–24<br />Frente 4<br />Módulos 15 e 16: RADIOATIVIDADE<br />1. Radioatividade: conceito<br />É a emissão de radiação de um núcleo instável que se transforma em outro núcleo (instável ou estável). A radioatividade foi descoberta por Henri Becquerel e desenvolvida pelo casal Curie (Marie e Pierre).<br />A radioatividade é um fenômeno nuclear, isto é, tem origem no núcleo do átomo. Ela não é afetada por nenhum fator externo, como pressão, temperatura etc.<br />Um elemento químico é considerado radioativo quando o isótopo mais abundante for radioativo. Todos os elementos com Z ≥ 84 são radioativos. Alguns isótopos radioativos têm Z pequeno <br />2. Tipos de radiações naturais<br />Os elementos radioativos naturais emitem três tipos de radiações: alfa (α), beta (β), gama (γ). Um núcleo radioativo natural emite radiação α ou radiação β, nunca as duas simultaneamente. Para diminuir a energia, o núcleo emite radiação γ junto com a radiação α ou β.<br />Partícula α é formada por dois prótons e dois nêutrons, o mesmo que o núcleo de um átomo de hélio-4.<br />Partícula β é um elétron de elevada velocidade emitido pelo núcleo.<br />Radiação γ é radiação eletromagnética de elevada energia.<br />Radiação Símbolo NaturezaPoder de Penetração Alfa núcleo de He (2p, 2n)baixo Beta elétron alto Gama ondaeletromagnéticamuito alto<br />Quando um isótopo é representado por um símbolo junto com o número de massa e número atômico, ele é chamado de nuclídeo. Se o isótopo for radioativo ele é chamado de radionuclídeo ou radioisótopo. Numa equação nuclear usamos apenas os nuclídeos e não as fórmulas químicas.<br /> <br />3. Leis das emissões radioativas<br />1.a Lei: Emissão Alfa<br /> <br /> <br />Exemplo<br /> <br /> <br />Quando um radionuclídeo emite uma partícula α, seu número de massa diminui 4 unidades e seu número atômico diminui 2 unidades.<br />2.a Lei: Emissão Beta<br /> <br /> <br />Exemplo<br /> <br /> <br />A perda de uma carga negativa quando um elétron é ejetado pelo núcleo pode ser interpretada como a conversão de um nêutron em um próton dentro do núcleo:<br /> <br /> <br />Quando um radionuclídeo emite uma partícula β, seu número de massa permanece constante e seu número atômico aumenta de 1 unidade.<br />Observações<br />Numa equação nuclear, há conservação do número de massa e da carga.<br />Quando um núcleo emite radiação, dizemos que ele sofreu decaimento radioativo, desintegração radioativa ou uma transmutação nuclear.<br />Decaimento radioativo por emissão de pósitron .<br /> <br />Um pósitron tem massa pequena, igual à do elétron, porém tem carga positiva (antipartícula). Quando uma antipartícula (+ β) encontra a partícula correspondente (– β), elas são aniquiladas e se convertem completamente em energia.<br />Decaimento radioativo através da captura de um elétron da camada K pelo núcleo.<br />A radiação γ é a mais penetrante de todas. Os fótons de raios γ de alta energia podem atravessar edifícios e corpos, e causar danos pela ionização das moléculas que estão em sua trajetória. As moléculas de proteínas e DNA danificadas dessa maneira perdem sua função e o resultado pode ser doenças da radiação e câncer.<br />γ + molécula  íon positivo + elétron<br />Transmutação artificial: é a transformação de um núcleo em outro, provocada pelo bombardeamento com uma partícula ou outro núcleo.<br />Exemplos<br />1. Meia-vida ou período de semidesintegração (P ou t1/2)<br />É o tempo necessário para que metade de uma amostra radioativa se desintegre.<br />Exemplo<br />O decaimento radioativo do iodo-135 é mais rápido do que do urânio-238, isto é, o iodo-131 é mais radiativo que o urânio-238.<br /> <br />A meia-vida é uma constante de cada radionuclídeo e não depende da quantidade inicial do radionuclídeo nem de fatores como pressão, temperatura e natureza química do material.<br />A massa em um certo instante (m) pode ser calculada em função da massa inicial (m0):<br /> <br /> x = número de meias-vidas<br />Temos também:<br /> t = x . P<br /> <br />t = tempo total<br />Outras fórmulas:<br /> <br />Curva do decaimento radioativo<br /> <br /> 2. Fissão nuclear<br />É a quebra de certos núcleos grandes (235U ou 239Pu) em núcleos menores pelo bombardeamento com nêutrons, que libera uma grande quantidade de energia. A fissão nuclear é uma reação em cadeia.<br /> <br />Exemplo<br /> <br /> <br />Nos produtos da fissão do urânio-235 já foram identificados mais de duzentos isótopos pertencentes a 35 elementos diferentes.<br /> <br /> <br />Esquema da bomba atômica.<br />Esquema da bomba atômica.<br />Um reator nuclear é um dispositivo que Reator nuclear: bomba atômica controlada.controlar o processo de fissão nuclear. A energia liberada durante o processo é usada para trans formar água em vapor, o que faz girar o eixo da turbina, gerando energia elétrica.<br /> <br />3. Fusão nuclear<br /> <br />É a união de núcleos pequenos até a formação de núcleos maiores que faz liberar uma quantidade muito grande de energia.<br /> <br /> <br />aplicação: { bomba de hidrogênio.<br /> <br /> <br />Esquema da bomba de hidrogênio.<br />