Biologia 3 - Água e sais minerais

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Bio.

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Semana 6 Nelson Paes (Hélio Fresta)

CRONOGRAMA 07/03

Ciclos biogeoquímicos: Carbono e Oxigênio

15:00

08/03

Ciclos biogeoquímicos: Nitrogênio e Água

13:30

10/03

Desequilíbrios ecológicos

15:00

14/03

Exercícios: Biociclos, Biomas e Ciclos

15:00

15/03

Origem da vida

13:30

17/03

Evidências da evolução e teorias evolutivas

15:00

21/03

Especiação e evolução humana

15:00

22/03

Exercícios Evolução

13:30

24/03

Água e sais minerais

15:00

28/03

Glicídios e Lipídios

15:00

29/03

Proteínas

15:00

31/03

Vitaminas e ácidos nucléicos

15:00

Água e sais minerais 01. Resumo 02. Exercício de Aula 03. Exercício de Casa 04. Questão Contexto

24 mar

RESUMO Água e suas propriedades

Além da função mais intuitiva de transporte de substâncias, a água também é responsável pela regula-

A água (H2O), composto inorgânico, é fundamental

ção térmica no corpo de animais. O calor específico

para a manutenção da vida, em decorrência de suas

da água (quantidade de calor necessária para elevar

características físico-químicas. Ela é considerada

em 1ºC a temperatura de 1 g de determinada subs-

um solvente universal, por sua fácil reação com mo-

tância) é 1. Embora o número possa enganar, este é

léculas polares.

um valor alto. Para fins de comparação, o calor específico do etanol é 0,59, do alumínio é 0,22 e do

As ligações de hidrogênio entre moléculas de água

ferro é 0,11. Em outras palavras, o calor específico

confere a esta uma grande capacidade de coesão, e

da água é aproximadamente cinco vezes maior que

sua capacidade de se ligar a outras moléculas atra-

o do alumínio, e portanto, é um material difícil de

vés destas ligações conferem a água uma grande

esquentar. Isso permite a regulação da temperatura

capacidade de adesão. Estes princípios de adesão

do organismo, em especial em animais endotérmi-

e coesão são fundamentais para diversos processos

cos, que regulam a própria temperatura. Além disso,

biológicos, como por exemplo o transporte de água

este elevado calor específico permite que a água ga-

pelos vasos das plantas, quando ela é absorvida pela

nhe temperatura e mantenha seu estado físico.

raiz.

Animais obtém sais minerais através de sua alimentação

Sais minerais são substâncias inorgânicas fundaA transpiração realizada nas folhas, a tensão da água e a coesão entre as moléculas é o que permite o transporte de água pelo corpo da planta.

mentais ao bom funcionamento do organismo, acumulando as mais diversas funções. Abaixo, uma lista dos principais sais minerais e suas funções:

A coesão entre moléculas de água permite a forma-

✓✓ Cálcio (Ca): Encontrado principalmente nos os-

ção de uma “membrana” na superfície, gerando a

sos (componente fundamental da matriz inorgâni-

chamada tensão superficial.

ca óssea), fundamental para o processo de contração muscular, ativação da protrombina (importante para a coagulação sanguínea), entre outras funções. Encontrado especialmente em leite, laticínios e vegetais de folhas escuras (couve, espinafre, etc). Sua deficiência pode causar, entre outros problemas,

Conhecido como “water strider”, esse inseto da Família Gerridae é capaz de “andar sobre a água” devido a tensão superficial formada.

hemorragias e osteoporose. ✓✓ Fósforo (P): Também participa da formação dos ossos, mas sua função principal é compor a membrana plasmática celular (formada por fosfolipídios),

A água assume grandes quantidades nos organis-

atividades enzimáticas, compor o DNA (ácido fosfó-

mos. Enquanto no organismo humano ela atinge

rico ligado a uma pentose e uma base nitrogenada)

cerca de 75% da composição total, em algumas fru-

e compor o ATP (adenosina tri-fosfato). Encontrado

tas, como a melancia, essa quantidade pode chegar

em carnes, ovos, cereais, entre outros.

a 90%.

✓✓ Potássio (K): Sua principal função é a atividade conjunta com o sódio, atuando na bomba de sódio/

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Sais Minerais

potássio. Além disso, regula a pressão sanguínea.

✓✓ Ferro (Fe): Compõe a hemoglobina, pigmento do

Encontra-se em frutas como banana, tomate, melão,

sangue responsável pelo transporte de gases. En-

frutas cítricas, ervilha, entre outros.

contrado principalmente em carnes e leguminosas,

✓✓ Sódio (Na): Sua principal função é a atividade

como o feijão. A falta de Ferro é uma causa clássica

conjunta com o potássio, atuando na bomba de só-

de anemia.

dio/potássio. Regula também a pressão sanguínea

✓✓ Iodo (I): Composto fundamental para o funcio-

e a quantidade de água no organismo. Encontrado

namento dos hormônios tireoidianos. Os alimentos

principalmente no sal de cozinha (NaCl), mas pra-

mais ricos em iodo são de origem marinha, como

ticamente qualquer alimento industrializado tem

peixes e crustáceos, mas estes não são alimentos

certo teor de sódio. O excesso de sódio causa um

comuns na dieta do brasileiro padrão. Com isso em

aumento na pressão arterial, enquanto pouco sódio

mente, o sal de cozinha comercializado no Brasil é

pode causar uma queda de pressão.

iodado, fornecendo assim a dose diária necessária

✓✓ Magnésio (Mg): Síntese de vitamina D, compõe

de iodo para a população. A falta de iodo causa o

a clorofila (pigmento fotossintetizante dos vegetais),

bócio endêmico, bem como um possível quadro de

reações químicas e enzimáticas. Encontrado em ver-

hipotireoidismo.

duras, maçã, nozes, soja, aveia, entre outros com-

EXERCÍCIOS DE AULA 1.

Considere um grupo de pessoas com características homogêneas no que se refere à cor de pele. Assinale a alternativa, dentre as apresentadas, que corresponde às pessoas desse grupo que têm maior chance de apresentar deficiência de vitamina D e que estão mais sujeitas a fraturas ósseas. a) Indivíduos que ingerem alimentos ricos em cálcio, como ovos e derivados do leite, e que frequentemente tomam sol. b) Indivíduos que ingerem alimentos pobres em cálcio, como ovos e derivados do leite, e que frequentemente tomam sol. c) Indivíduos que ingerem alimentos pobres em cálcio, como ovos e derivados do leite, e que raramente tomam sol. d) Indivíduos que ingerem alimentos ricos em cálcio, como frutas cítricas e arroz, e que raramente tomam sol. e) Indivíduos que ingerem alimentos pobres em cálcio, como frutas cítricas e arroz, e que raramente tomam sol.

2.

Elementos que fazem parte da constituição das moléculas de ATP, clorofila e hemoglobina são, respectivamente: a) magnésio, ferro e fósforo. b) ferro, magnésio e fósforo. c) fósforo, magnésio e ferro. d) magnésio, fósforo e ferro. e) fósforo, ferro e magnésio.

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postos.

3.

Associe os elementos químicos da coluna superior com as funções orgânicas da coluna inferior. 1. Magnésio 2. Potássio 3. Iodo 4. Cálcio 5. Sódio 6. Ferro ( ) formação do tecido ósseo ( ) transporte de oxigênio ( ) assimilação de energia luminosa ( ) equilíbrio de água no corpo ( ) transmissão de impulso nervoso A sequência numérica correta, de cima para baixo, na coluna inferior, é a) 4 - 3 - 1 - 5 - 2. b) 5 - 6 - 3 - 4 - 1. c) 4 - 6 - 1 - 5 - 2. d) 5 - 4 - 3 - 6 - 1.

4.

Um ser humano adulto tem de 40 a 60% de sua massa corpórea constituída por água. A maior parte dessa água encontra-se localizada a) no meio intracelular. b) no líquido linfático. c) nas secreções glandulares e intestinais. d) na saliva. e) no plasma sanguíneo.

5.

O sódio, componente que aparece descrito nos rótulos dos alimentos, é considerado um dos vilões da boa alimentação. O seu consumo excessivo pode causar _________, mas ele é um _________ útil para o metabolismo humano, pois participa na fisiologia __________. Assinale a alternativa que completa, correta e respectivamente, as lacunas acima. a) hipotensão; metal; renal. b) hipertensão; cátion; nervosa. c) hipertensão; ânion; pulmonar. d) hipertensão; ânion; digestiva. e) hipotensão; cátion; hepática.

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e) 6 - 4 - 2 - 3 - 1.

EXERCÍCIOS DE CASA 1.

A água é de importância vital para todos os seres vivos. Sob o ponto de vista biológico, entre as propriedades físico-químicas, podemos citar três fundamentais que são: a) baixo poder de dissolução, pequena tensão superficial e baixo calor específico. b) grande poder de dissolução, pequena tensão superficial e baixo calor específico. c) grande poder de dissolução, pequena tensão superficial e alto calor específico. d) grande poder de dissolução, grande tensão superficial e alto calor específico. e) grande poder de dissolução, pequena tensão superficial e alto calor específico.

2.

“A taxa de água varia em função de três fatores básicos: atividade do tecimetabólica do órgão ou tecido em questão), idade (a taxa de água decresce com a idade) e a espécie em questão (o homem, 65%; fungos, 83%; celenterados, 96%; etc.).” Baseado nesses dados, o item que representa um conjunto de maior taxa hídrica é: a) coração, ancião, cogumelo. b) estômago, criança, abacateiro. c) músculo da perna, recém-nascido, medusa. d) ossos, adulto, “orelha-de-pau”. e) pele, jovem adolescente, coral.

3.

A taxa de água em um organismo pode variar de acordo com alguns fatores. São eles: a) Espécie, enzimas e proteínas. b) Idade, espécie e proteínas. c) Atividade, idade e espécie. d) Atividade, enzimas e proteínas. e) Idade, enzimas e proteínas.

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do ou órgão (a quantidade de água é diretamente proporcional à atividade

4.

Os sais minerais existem nos seres vivos de forma imobilizada ou dissociados em íons. Pequenas variações nas porcentagens de íons podem modificar profundamente a permeabilidade, irritabilidade e viscosidade de célula. Analise as propostas apresentadas. ( ) Magnésio (Mg++), presente na clorofila, é, portanto, necessário à fotossíntese. ( ) Cálcio (Ca++) é necessário para a ação de certas enzimas em importantes processos fisiológicos. ( ) Ferro (Fe++), presente na hemoglobina, faz parte de pigmentos importantes na respiração (citocromos). ( ) Fosfato (PO4--) é o principal cátion extra e intracelular. ( ) Cloreto (Cl-) importante cátion presente tanto na hemoglobina quanto na clorofila.

5.

Segundo estudo feito na Etiópia, crianças que comiam alimentos preparados em panelas de ferro apresentaram uma redução da taxa de anemia de 55 para 13%. Essa redução pode ser explicada pelo fato de que o ferro, a) aquecido, ativa vitaminas do complexo B presentes nos alimentos prevenindo b) contido nos alimentos, se transforma facilmente durante o cozimento e é absorvido pelo organismo. c) oriundo das panelas, modifica o sabor dos alimentos, aumentando o apetite das crianças. d) proveniente das panelas, é misturado aos alimentos e absorvido pelo organismo.

6.

Assinale com V (verdadeiro) ou F (falso) as proposições adiante. Na natureza, há um constante ciclo de elementos e compostos químicos que passam dos seres vivos ao ambiente e deste aos seres vivos. Com relação ao CÁLCIO e o seu ciclo, é CORRETO afirmar que: ( ) nos seres vivos, o cálcio se apresenta, principalmente, na forma de carbonatos e fosfatos. ( ) com a morte dos animais que possuem esse elemento em sua constituição, e com a decomposição das estruturas dos mesmos, os sais de cálcio se dissolvem na água e no solo. ( ) os sais de cálcio são encontrados na organização do corpo de esponjas e corais. ( ) o cálcio integra as conchas de moluscos e os esqueletos de vertebrados. ( ) ele é um elemento químico importante na constituição das moléculas orgânicas, como as proteínas e os lipídeos.

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a anemia.

7.

A água apresenta inúmeras propriedades que são fundamentais para os seres vivos. Qual, dentre as características a seguir relacionadas, é uma propriedade da água de importância fundamental para os sistemas biológicos? a) Possui baixo calor específico, pois sua temperatura varia com muita facilidade. b) Suas moléculas são formadas por hidrogênios de disposição espacial linear. c) Seu ponto de ebulição é entre 0 e 100 °C. d) É um solvente limitado, pois não é capaz de se misturar com muitas substâncias. e) Possui alta capacidade térmica e é solvente de muitas substâncias.

8.

O sódio (Na+) é o principal eletrólito no LEC (líquido extracelular). Em excesso, causa problemas na saúde das populações que o ingerem dessa forma. Assim sendo, este é o principal mineral que deve ser analisado no rótulo nutricional de qualquer produto. Em muitos alimentos industrializados, você vai encontrar quantidades excessivas, principalmente, em aditivos alimentares. Adoçantes, também, são produtos com grande quantidade de sódio, como adoçantes à base de ciclamato de sódio e sacarina. Você observa o rótulo nutricional dos alimencernir entre quais alimentos são os mais saudáveis e escolher seus produtos de acordo com sua vontade e suas limitações. Os produtos fabricados a partir de 1o de agosto de 2006 devem estar adequados à nova legislação. Em todos os rótulos nutricionais devem constar as seguintes informações: valor energético (calorias), carboidratos, proteínas, gorduras totais, gorduras saturadas, gorduras trans, fibra alimentar, cálcio, ferro e sódio. a) O sódio desenvolve um papel importante em diversas funções do organismo. Descreva um exemplo de como este elemento pode atuar no organismo. b) Em condições normais é esperada uma concentração de 135 a 145 mol/L de sódio no sangue. Qual o principal da ingestão excessiva de sódio e como se pode caracterizar este problema?

9.

O texto abaixo se refere ao relato de um viajante inglês que esteve em Minas Gerais entre 1873 e 1875: O bócio é muito comum entre os camponeses mais pobres, mas raramente é visto nos fazendeiros mais prósperos. A presença de cal nas águas dos córregos e uma atmosfera úmida são consideradas as causas primárias do mal, mas hábitos indolentes e uma ausência de toda higiene e limpeza, seja na própria pessoa ou na casa, são sem dúvidas grandes promotores da doença. Pode ser, e possivelmente é, hereditária, pois está principalmente confinada àqueles nascidos nas áreas afetadas, e os colonos vindos de outras localidades não são muito sujeitos a ela. (Adaptado de James W. Wells, Explorando e viajando três mil milhas através do Brasil, do Rio de Janeiro ao Maranhão. v. 1. Belo Horizonte: Fundação João Pinheiro, 1995). a) Das causas mencionadas pelo autor, alguma é realmente responsável pelo aparecimento do bócio? Justifique. b) Qual a consequência do aparecimento do bócio para o organismo? c) Que medida foi tomada pelos órgãos de saúde brasileiros para combater o bócio endêmico?

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tos? A importância da rotulagem nutricional é para que as pessoas possam dis-

10.

Os médicos de uma cidade do interior do Estado de São Paulo, ao avaliarem a situação da saúde de seus habitantes, detectaram altos índices de anemia, de bócio, de cárie dentária, de osteoporose e de hemorragias constantes através de sangramentos nasais. Verificaram a ocorrência de carência de alguns íons minerais e, para suprir tais deficiências, apresentaram as propostas seguintes. Proposta I - distribuição de leite e derivados. Proposta II - adicionar flúor à água que abastece a cidade. Proposta III - adicionar iodo ao sal consumido na cidade, nos termos da legislação vigente. Proposta IV - incentivar os habitantes a utilizar panelas de ferro na preparação dos alimentos. Proposta V - incrementar o consumo de frutas e verduras. Diante destas propostas, responda. a) Qual delas traria maior benefício à população, no combate à anemia? Justifique. b) Qual proposta que, pelo seu principal componente iônico, poderia reduzir, também, os altos índices de cáries dentárias, de osteoporose e de hemorragias?

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Por quê?

QUESTÃO CONTEXTO

“Então você está dizendo que sou ruim até o osso…” “Eu estou dizendo que você tem osteoporose.”

Osteoporose é uma doença na qual os ossos ficam frágeis e quebradiços. É muito comum em mulheres idosas, em decorrência da menopausa. Considerando que o paciente é um homem jovem, cite uma possível causa para esta osteoporose, considerando o sal mineral provavelmente ausente, e liste ao menos três alimentos que possam auxiliar na remediação deste problema.

GABARITO 01.

Exercício de aula

03.

Questão Contexto

1.

e

O homem provavelmente sofre por falta de cálcio,

2.

c

fazendo com que seu corpo use os estoques de cál-

3. c

cio de seus ossos, que, por não serem repostos, se

4.

a

tornam frágeis e quebradiços. Alimentos possíveis:

5. b

Queijo, leite, espinafre, brócolis, couve, entre outros.

02.

Exercício de casa 1. d 2. c 3. c 4.

VVVFF

6.

VVVVF

7. e 8.

a) Participação na propagação do impulso

nervoso através da bomba de sódio/potássio. b) Hipertensão arterial, devido ao aumento do volume sanguíneo circulante, bem como possíveis cálculos renais. 9.

a) Não, pois o bócio endêmico é causado

pela falta de iodo na alimentação. b) Hipertrofia da tireoide (causando o inchaço característico), bem como sintomas de hipotireoidismo, como baixa no metabolismo, letargia, entre outros efeitos, visto que o corpo sofre com a falta dos hormônios tireoidianos. c) Adição obrigatória de iodo ao sal de cozinha. 10.

a) A Proposta IV, pois a liberação de Ferro

oriundo da panela e consequente ingestão deste nutriente facilita o processo de formação da hemoglobina, molécula a base de Ferro que permite o transporte de gases no sangue. b) A proposta I, pois a presença de cálcio no leite e seus derivados não só auxilia na formação da matéria óssea e dentária, como também permite o desencadeamento do processo de coagulação sanguínea através da ativação da protrombina, combatendo as hemorragias.

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5. d