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Energia e seres vivos

A humanidade passou por grandes descobertas que revolucionaram o modo como produzimos materiais. Desde a revolução industrial, observamos o desenvolvimento cada vez mais aprimorado dos motores: primeiro veio o motor a vapor e depois o motor de combustão. 

Mas será que existe algum motor biológico? O motor a ATP é um bom exemplo: ele nasce com a gente, funciona à base de oxigênio e moléculas orgânicas e tem alto rendimento, embora gere algum calor constante. Ele pode ser o menor dos motores, mas ainda assim é uma das grandes ferramentas dos organismos, incluindo também o ser humano.

 

 

Modelo do nucleotídeo trifosfato de adenosina (ATP). Imagem: D. G. Watson/Proceedings of the Royal Society of London. 

 

 

Imagem: iStockphoto/Dane Steffes.

 

 

E nas plantas, existe algum motor capaz de produzir moléculas orgânicas a partir da luz solar? Esta energia pode ser disponibilizada para outros organismos?

 

  

Armazenamento de energia e fermentação

 

Os produtores (plantas, algumas algas e bactérias) sintetizam seu próprio alimento, a glicose, através da fotossíntese. As plantas e algas apresentam reservas para armazenar essa energia produzida em forma de amido e paramilo, porém não só os produtores dispõem de reservas energéticas. Nos animais e fungos ela é armazenada como glicogênio.
A fermentação e a respiração celular são formas de obtenção de energia (ATP). No entanto, os dois processos têm diferenças, principalmente quanto à produção de ATP: a fermentação produz 2 ATPs e a respiração produz 36.
O processo de fermentação acontece sem envolvimento do oxigênio como receptor final de elétrons, sendo muito utilizado por diversos tipos de células e organismos. Nesse caso, também não ocorrem as etapas do Ciclo de Krebs e da fosforilação oxidativa.

Imagem: Wikimedia/Minutemen.

 


Imagem: Wikimedia.

 

 

 

Quando se é submetido a exercícios com grande intensidade, as células musculares são capazes de utilizar uma via alternativa para gerar energia: a fermentação láctica. Neste processo, é produzido ácido láctico que, acumulado, aumenta a acidez dos músculos e pode contribuir para a fadiga muscular.

Então, além de fermentarmos quando nos deparamos com situações de estresse fisiológico intenso, as primeiras reservas energéticas que são consumidas são as de carboidratos. Porém, essas não são eficientes para longos períodos. Já as reservas de gordura armazenam grande quantidade de energia em pouco espaço e não são hidrossolúveis. Elas foram uma aquisição evolutiva importante para a sobrevivência e adaptação dos seres vivos, pois sintetizam e regulam hormônios, a temperatura corporal (fundamental para os homeotérmicos) e fornecem proteção mecânica, suavizando impactos.

 

 

Como já foi dito, a fermentação é um processo para obtenção energética, mas será que existem outros tipos além da láctica?

Sim, há a fermentação alcóolica, a acética, a cítrica e a butílica. Para demonstrar uma dessas fermentações, realizamos um experimento com três tubos distintos: o primeiro com água e açúcar, o segundo com água e fermento e o último continha água, açúcar e fermento biológico (levedura). Os tubos foram fechados com balões de festa e, após alguns minutos, o terceiro balão se encheu. Qual tipo de fermentação você sugere que tenha ocorrido, sabendo-se que houve produção de um gás?

Tubos com bexigas para experimento de fermentação.

Imagem: Casa da Ciência. 

Clique para ir para o vídeo do Adote uma Experiência.

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