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Resumos/Biologia e Geologia/Biodiversidade na biosfera
Resumos · Biologia e GeologiaPT · Secundário

Biodiversidade na biosfera

Abre a componente de Biologia com a diversidade da vida na biosfera. Estudam-se os níveis de organização biológica, o conceito e a importância da biodiversidade, a célula como unidade básica de todos os seres vivos — distinguindo células procarióticas e eucarióticas — e os constituintes moleculares que formam a matéria viva (biomoléculas).

4 secções·~11 min de leitura·4 competências·Nível Base 2 · Padrão 2

T·0444 / 16
Perfil de exame
Ordenar e caracterizar os níveis de organização biológicaCaracterizar a biodiversidade e a sua importânciaDistinguir célula procariótica e eucariótica e enunciar a teoria celularIdentificar as principais biomoléculas e as suas funções
Operadores:ordenacaracterizadistingueidentificarelacionaexplica

nível básico

Reconhecer a célula como unidade da vida e as principais biomoléculas.

nível avançado

Relacionar a organização celular com as funções e interpretar a diversidade a vários níveis.

Profundidade

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Conteúdo · 4 secções▾
  1. Biodiversidade na biosfera
    • 01A biosfera e os níveis de organização○
    • 02Biodiversidade○
    • 03A célula — procariótica e eucariótica◐
    • 04As biomoléculas◐
§ 01

A biosfera e os níveis de organização#

●○○BaseLPAE-biologia-e-geologia-10-biosfera

Pontos-chave

A «biosfera» é o subsistema terrestre que engloba todos os seres vivos e os ambientes que ocupam — a fina película do planeta onde existe vida. Dentro dela, a matéria viva organiza-se em «níveis de organização biológica», cada um mais complexo e mais abrangente do que o anterior, formando uma hierarquia de sistemas encaixados uns nos outros (ver Fig. 1).

Níveis de organização — sistemas encaixados

Da célula à biosferacírculos concêntricos, 5 anéis, Dados: Célula, Organismo, População, Comunidade, Ecossistema, BiosferaBiosferaEcossistemaComunidadePopulaçãoOrganismoCélulaNíveis de organização (encaixados)
Fig. 1Fig. 1 — Os níveis de organização estão encaixados: cada nível contém os anteriores (indicam-se os níveis ecológicos, da célula à biosfera).
A hierarquia parte dos níveis químicos — «átomos» que se combinam em «moléculas» (como as biomoléculas) — passa pelos «organelos» e pela «célula» (a primeira unidade com vida), e continua, nos seres pluricelulares, por «tecidos» (conjuntos de células semelhantes), «órgãos», «sistemas de órgãos» e «organismo». Cada nível apresenta propriedades novas que não existem nos níveis inferiores — as chamadas «propriedades emergentes».
Acima do organismo, os níveis são ecológicos: a «população» (indivíduos da mesma espécie numa área), a «comunidade» (populações de espécies diferentes que interagem), o «ecossistema» (a comunidade mais o meio físico, com fluxo de energia e ciclos de matéria) e, no topo, a «biosfera» (o conjunto de todos os ecossistemas). A Fig. 1 representa a natureza encaixada desta organização, da célula à biosfera.
A abordagem por níveis é útil porque permite estudar a vida à escala adequada a cada questão: a bioquímica trabalha ao nível molecular; a fisiologia, ao nível de órgãos e sistemas; a ecologia, ao nível de populações e ecossistemas. E revela uma unidade profunda: apesar da enorme diversidade, todos os seres vivos partilham a mesma organização básica assente na célula.
É importante não confundir os níveis: uma «população» é de uma só espécie, ao passo que uma «comunidade» reúne várias espécies; um «ecossistema» inclui, além dos seres vivos, o meio abiótico. Esta distinção é frequentemente pedida no Exame a partir de exemplos concretos.
Exemplo resolvido

Identificar níveis de organização

Num montado: (a) todos os sobreiros; (b) sobreiros, aves e insetos que interagem; (c) esse conjunto com o solo, a água e o clima. Classifica cada caso.

  1. 01Analisar (a)

    Todos os sobreiros são indivíduos da mesma espécie numa área — uma população.

  2. 02Analisar (b)

    Espécies diferentes que interagem constituem uma comunidade (ou biocenose).

  3. 03Analisar (c)

    A comunidade mais o meio físico (fatores abióticos) forma um ecossistema.

Resultado: (a) população; (b) comunidade; (c) ecossistema.

Foco no Exame Nacional

  • Ordenar os níveis de organização biológica, da célula à biosfera.
  • Distinguir população, comunidade e ecossistema a partir de exemplos.

Erros frequentes

  • Confundir população (uma espécie) com comunidade (várias espécies).
  • Esquecer que o ecossistema inclui o meio físico (fatores abióticos), e não só os seres vivos.

Revisão ativa

Classifica cada situação no nível de organização adequado: (a) todos os sobreiros de um montado; (b) sobreiros, aves e insetos que aí vivem e interagem; (c) esse conjunto de seres vivos com o solo, a água e o clima.

Evocação ativa

Recorda os pontos-chave — depois revela.

Fontes: Aprendizagens Essenciais de Biologia e Geologia — 10.º ano (Direção-Geral da Educação (DGE))

§ 02

Biodiversidade#

●○○BaseLPAE-biologia-e-geologia-10-biosfera

Pontos-chave

«Biodiversidade» (diversidade biológica) é a variedade de vida existente na biosfera, a todos os níveis. Considera-se em três dimensões complementares (ver Fig. 2): a diversidade «genética» (variedade de genes dentro de uma espécie), a diversidade «específica» (número e abundância de espécies numa comunidade) e a diversidade «ecossistémica» (variedade de ecossistemas e habitats). É o resultado de milhares de milhões de anos de evolução.

As três dimensões da biodiversidade

BiodiversidadeTabela com 3 colunas e 3 linhas, Dados: Dimensão · O que varia · Exemplo; Genética · Genes dentro de uma espécie · Variedades de trigo; diferenças entre indivíduos; Específica · Número e abundância de espécies · Espécies de aves de uma floresta; Ecossistémica · Variedade de ecossistemas/habitats · Dunas, estuário, montado, florestaDIMENSÃOO QUE VARIAEXEMPLOGenéticaGenes dentro de uma espécieVariedades de trigo;diferenças entre indivíduosEspecíficaNúmero e abundância deespéciesEspécies de aves de umaflorestaEcossistémicaVariedade de ecossistemas/habitatsDunas, estuário, montado,florestaDimensões da biodiversidade
Fig. 2Fig. 2 — A biodiversidade considera-se a três níveis.
A biodiversidade tem valor em si mesma e presta «serviços dos ecossistemas» indispensáveis: a produção de oxigénio e de alimentos, a polinização, a purificação da água e do ar, a regulação do clima, a fertilidade dos solos e o fornecimento de matérias-primas e medicamentos. A diversidade genética é ainda o «seguro» das populações: quanto maior a variabilidade, maior a capacidade de resposta a doenças e a alterações do ambiente.
A biodiversidade está ameaçada, sobretudo por ação humana: destruição e fragmentação de habitats, sobre-exploração (caça e pesca excessivas), poluição, introdução de espécies invasoras e alterações climáticas. A perda de biodiversidade é hoje reconhecida como uma das grandes crises ambientais, com extinções a um ritmo muito superior ao natural.
Conservar a biodiversidade exige medidas como a criação de áreas protegidas, a proteção de espécies ameaçadas, o uso sustentável dos recursos e a restauração de ecossistemas degradados. Trata-se de uma responsabilidade partilhada, com dimensão científica, económica e ética.
No Exame, a biodiversidade surge frequentemente associada a dados (números de espécies, índices de diversidade) e à interpretação de causas e consequências da sua perda, exigindo a mobilização integrada de conhecimentos de ecologia.
Exemplo resolvido

Diversidade genética e resistência

Justifica por que uma cultura agrícola formada por plantas geneticamente idênticas (clones) corre maior risco perante uma nova praga.

  1. 01Caracterizar a uniformidade

    Sendo clones, todas as plantas têm o mesmo genótipo e, portanto, a mesma suscetibilidade à praga.

  2. 02Consequência da ausência de variação

    Se a praga afeta uma planta, afeta igualmente todas — não há indivíduos resistentes que sobrevivam.

  3. 03Comparar com diversidade

    Numa população geneticamente diversa, alguns indivíduos possuiriam variantes de resistência e sobreviveriam.

Resultado: A baixa diversidade genética torna toda a cultura igualmente vulnerável; a diversidade genética garante que existam indivíduos resistentes, protegendo a população.

Foco no Exame Nacional

  • Distinguir as três dimensões da biodiversidade (genética, específica, ecossistémica).
  • Relacionar a biodiversidade com os serviços dos ecossistemas e identificar ameaças.

Erros frequentes

  • Reduzir a biodiversidade ao número de espécies, esquecendo as dimensões genética e ecossistémica.
  • Considerar a diversidade genética irrelevante — é ela que confere às populações capacidade de adaptação.

Revisão ativa

Explica por que uma população com baixa diversidade genética é mais vulnerável a uma nova doença do que uma população geneticamente diversa.

Evocação ativa

Recorda os pontos-chave — depois revela.

Fontes: Aprendizagens Essenciais de Biologia e Geologia — 10.º ano (Direção-Geral da Educação (DGE))

§ 03

A célula — procariótica e eucariótica#

●●○PadrãoLPAE-biologia-e-geologia-10-biosfera

Pontos-chave

A «teoria celular» é um dos pilares da Biologia e afirma que: a célula é a unidade básica de estrutura e função de todos os seres vivos; todos os seres vivos são constituídos por uma ou mais células; e toda a célula provém de outra célula preexistente. Assim, a célula é a menor unidade que manifesta as propriedades da vida, e a sua universalidade revela o parentesco de todos os organismos.
Consoante a organização, distinguem-se dois tipos de célula. A célula «procariótica» (bactérias e arqueas) é pequena e simples: não tem núcleo individualizado — o material genético (DNA) está disperso no citoplasma, numa região chamada nucleoide — nem organelos delimitados por membrana. A célula «eucariótica» (protistas, fungos, plantas e animais) é maior e complexa: possui um «núcleo» delimitado por invólucro nuclear e diversos «organelos» membranares especializados (ver Fig. 3 e Fig. 4).

Célula eucariótica animal

Célula animaldiagrama celular, 2 compartimentos, Dados: Membrana plasmática, Núcleo, Mitocôndria, Complexo de Golgi, Retículo endoplasmático, Ribossoma, LisossomaMembranaplasmáticaNúcleoMitocôndriaComplexo deGolgiRetículoendoplasmáticoRibossomaLisossomaCélula eucariótica animal
Fig. 3Fig. 3 — Célula eucariótica animal: membrana, núcleo e organelos membranares.

Célula procariótica vs eucariótica

Tipos de célulaTabela com 3 colunas e 4 linhas, Dados: Característica · Procariótica · Eucariótica; Núcleo individualizado · Não (DNA disperso, nucleoide) · Sim (DNA no núcleo); Organelos membranares · Ausentes · Presentes (mitocôndrias, RE, Golgi…); Dimensão · Pequena (~1–10 µm) · Maior (~10–100 µm); Exemplos · Bactérias, arqueas · Protistas, fungos, plantas, animaisCARACTERÍSTICAPROCARIÓTICAEUCARIÓTICANúcleo individualizadoNão (DNA disperso,nucleoide)Sim (DNA no núcleo)Organelos membranaresAusentesPresentes (mitocôndrias, RE,Golgi…)DimensãoPequena (~1–10 µm)Maior (~10–100 µm)ExemplosBactérias, arqueasProtistas, fungos, plantas,animaisProcariótica vs eucariótica
Fig. 4Fig. 4 — Diferenças entre célula procariótica e eucariótica.
Na célula eucariótica, cada organelo tem uma função: o «núcleo» guarda o DNA e comanda a célula; as «mitocôndrias» realizam a respiração aeróbia (produção de ATP); o «retículo endoplasmático» e o «complexo de Golgi» sintetizam, processam e distribuem substâncias; os «ribossomas» sintetizam proteínas; os «lisossomas» realizam a digestão intracelular. As células vegetais têm ainda «parede celular», «cloroplastos» (fotossíntese) e um grande «vacúolo».
As diferenças entre os dois tipos são resumidas na Fig. 4. Ambas partilham, contudo, três elementos essenciais: a «membrana plasmática», o «citoplasma» e o «material genético (DNA)» e os ribossomas — o que confirma a origem comum de toda a vida. As procarióticas terão surgido primeiro (há ~3800 Ma) e as eucarióticas mais tarde (há ~2000 Ma), estas por um processo de simbiose (endossimbiose) que explica a origem de mitocôndrias e cloroplastos.
Reconhecer estas diferenças e associar cada organelo à sua função é matéria muito avaliada, muitas vezes a partir de uma imagem ou esquema de célula, pedindo a identificação de estruturas e a distinção procariótica/eucariótica.
Exemplo resolvido

Identificar organelos e função

Numa célula eucariótica, indica o organelo responsável pela produção de ATP e o que contém o material genético, justificando a classificação da célula como eucariótica.

  1. 01Produção de ATP

    A respiração aeróbia, que produz a maior parte do ATP, ocorre nas mitocôndrias.

  2. 02Material genético

    O DNA está no núcleo, delimitado por invólucro nuclear.

  3. 03Justificar «eucariótica»

    A presença de núcleo individualizado e de organelos membranares define a célula como eucariótica.

Resultado: As mitocôndrias produzem ATP; o núcleo guarda o DNA; a existência de núcleo e de organelos membranares torna a célula eucariótica.

Foco no Exame Nacional

  • Enunciar a teoria celular e distinguir célula procariótica e eucariótica.
  • Associar cada organelo da célula eucariótica à respetiva função.

Erros frequentes

  • Dizer que a célula procariótica não tem DNA — tem, mas disperso no citoplasma (sem núcleo individualizado).
  • Atribuir cloroplastos e parede celular às células animais — são característicos das células vegetais.

Revisão ativa

A partir de um esquema de uma célula eucariótica, identifica o organelo responsável pela respiração aeróbia e o que guarda o material genético.

Evocação ativa

Recorda os pontos-chave — depois revela.

Fontes: Aprendizagens Essenciais de Biologia e Geologia — 10.º ano (Direção-Geral da Educação (DGE))

§ 04

As biomoléculas#

●●○PadrãoLPAE-biologia-e-geologia-10-biosfera

Pontos-chave

A matéria viva é constituída por um número reduzido de elementos químicos — sobretudo carbono, hidrogénio, oxigénio, azoto, fósforo e enxofre — organizados em moléculas próprias, as «biomoléculas». Distinguem-se as inorgânicas, como a «água» e os «sais minerais», e as orgânicas, baseadas no carbono: «glícidos», «lípidos», «prótidos» (proteínas) e «ácidos nucleicos» (ver Fig. 5).

As classes de biomoléculas

Constituintes da vidaTabela com 3 colunas e 5 linhas, Dados: Biomolécula · Monómero / constituinte · Função principal; Água · — · Solvente, transporte, regulação térmica; Glícidos · Monossacáridos (glicose) · Energia imediata; estrutura (celulose); Lípidos · Ácidos gordos + glicerol · Reserva energética; membranas; isolamento; Prótidos · Aminoácidos · Estrutura, transporte, defesa, enzimas; Ácidos nucleicos · Nucleótidos · Informação genética (DNA e RNA)BIOMOLÉCULAMONÓMERO /CONSTITUINTEFUNÇÃO PRINCIPALÁgua—Solvente, transporte,regulação térmicaGlícidosMonossacáridos (glicose)Energia imediata; estrutura(celulose)LípidosÁcidos gordos + glicerolReserva energética;membranas; isolamentoPrótidosAminoácidosEstrutura, transporte,defesa, enzimasÁcidos nucleicosNucleótidosInformação genética (DNA eRNA)Biomoléculas
Fig. 5Fig. 5 — Principais biomoléculas: constituinte e função.
A «água» é a molécula mais abundante nos seres vivos (frequentemente >70 % da massa). Deve as suas propriedades à «polaridade» e às pontes de hidrogénio: é excelente solvente (dissolve e transporta substâncias), tem elevado calor específico (estabiliza a temperatura), participa em reações (hidrólise) e assegura a coesão que sustenta, por exemplo, a coluna de água nas plantas. Os «sais minerais» intervêm em funções estruturais (cálcio nos ossos) e reguladoras.
Os «glícidos» (ou hidratos de carbono) são a principal fonte de energia imediata e têm também função estrutural; dividem-se em monossacáridos (glicose), dissacáridos (sacarose) e polissacáridos (amido — reserva; celulose — estrutural nas plantas; glicogénio — reserva nos animais). Os «lípidos» são hidrofóbicos e servem de reserva energética a longo prazo, de isolamento térmico e, sobretudo, de constituintes das membranas (fosfolípidos).
Os «prótidos» (proteínas) são polímeros de «aminoácidos» (ver Fig. 6) e a classe mais versátil: desempenham funções estruturais, de transporte, de defesa (anticorpos), de movimento e, como «enzimas», catalisam praticamente todas as reações do metabolismo. A sua função depende da forma tridimensional, determinada pela sequência de aminoácidos. Os «ácidos nucleicos» — DNA e RNA — são polímeros de «nucleótidos» e guardam e transmitem a informação genética.

Estrutura geral de um aminoácido

Aminoácido (H₂N–CHR–COOH)Fórmula de estrutura com 7 átomos e 6 ligações, Dados: C, N, C, O, OH, R, H, N–C, C–C, C–O (double), C–OH, C–R, C–HCNCOOHRH
Fig. 6Fig. 6 — Um aminoácido: carbono central (α) ligado a grupo amina, grupo carboxilo, hidrogénio e cadeia lateral R.
A relação «estrutura-função» é uma ideia central: a função de cada biomolécula decorre da sua estrutura química. No Exame, é comum pedir-se a associação de cada classe de biomolécula à sua função, ou a interpretação de dados sobre a composição química dos seres vivos.
Exemplo resolvido

Monómero e função das biomoléculas

Indica o monómero (ou constituinte) e uma função de: (a) amido; (b) uma proteína; (c) o DNA.

  1. 01Amido

    É um polissacárido; o seu monómero é a glicose (monossacárido). Função: reserva energética nas plantas.

  2. 02Proteína

    É um polímero de aminoácidos. Função: por exemplo, catalítica (enzimas) ou estrutural.

  3. 03DNA

    É um ácido nucleico, polímero de nucleótidos. Função: guardar e transmitir a informação genética.

Resultado: (a) glicose — reserva; (b) aminoácidos — enzimática/estrutural; (c) nucleótidos — informação genética.

Foco no Exame Nacional

  • Associar cada classe de biomolécula (água, sais, glícidos, lípidos, prótidos, ácidos nucleicos) à sua função.
  • Relacionar as propriedades da água com a sua importância biológica.

Erros frequentes

  • Confundir os monómeros: glícidos → monossacáridos; proteínas → aminoácidos; ácidos nucleicos → nucleótidos.
  • Classificar as membranas como estruturas glícidas — o seu principal constituinte são lípidos (fosfolípidos).

Revisão ativa

Indica o monómero e uma função de cada uma das seguintes biomoléculas: amido, uma proteína e o DNA.

Evocação ativa

Recorda os pontos-chave — depois revela.

Fontes: Aprendizagens Essenciais de Biologia e Geologia — 10.º ano (Direção-Geral da Educação (DGE))

Conteúdo

Secção -- / 04

    • 01A biosfera e os níveis de organização○
    • 02Biodiversidade○
    • 03A célula — procariótica e eucariótica◐
    • 04As biomoléculas◐

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Dos resumos à prática

Biodiversidade na biosfera

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Fontes

Direção-Geral da Educação (DGE)

  • Aprendizagens Essenciais de Biologia e Geologia — 10.º ano

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