Mush!
estes belos cães de trenó são uma maravilha metabólica. Enquanto correm até 100 milhas por dia, cada um consumirá e queimará cerca de 12 mil calorias — cerca de 240 calorias por libra por dia, o que equivale a cerca de 24 Big Macs! Um atleta de resistência humana, em contraste, normalmente queima apenas cerca de 100 calorias por libra por dia. Os cientistas estão intrigados com o incrível metabolismo dos cães de trenó, embora ainda não tenham determinado como consomem tanta energia. Mas uma coisa é certa: todos os seres vivos precisam de energia para tudo o que fazem, seja correr uma corrida ou piscar um olho. Na verdade, cada célula do seu corpo precisa constantemente de energia apenas para realizar processos básicos da vida. Você provavelmente sabe que obtém energia da comida que come, mas de onde vem a comida? Como é que ele vem para conter energia? E como suas células obtêm energia dos alimentos?
O Que É Energia?No mundo científico, a energia é definida como a capacidade de fazer o trabalho. Muitas vezes você pode ver energia no trabalho em seres vivos-um pássaro voa pelo ar, um vaga-lume brilha no escuro, um cachorro abana o rabo. Essas são maneiras óbvias de os seres vivos usarem energia, mas os seres vivos usam constantemente energia de maneiras menos óbvias também.
por que os seres vivos precisam de energia
dentro de cada célula de todos os seres vivos, a energia é necessária para realizar processos vitais. A energia é necessária para quebrar e construir moléculas e transportar muitas moléculas através das membranas plasmáticas. Todo o trabalho da vida precisa de energia. Muita energia também é simplesmente perdida para o meio ambiente como calor. A história da vida é uma história de fluxo de energia – sua captura, sua mudança de forma, seu uso para o trabalho e sua perda como calor. A energia (ao contrário da matéria) não pode ser reciclada, então os organismos exigem uma entrada constante de energia. A vida funciona com energia química. Onde os organismos vivos obtêm essa energia química?
como os organismos obtêm energia
a energia química de que os organismos precisam vem dos alimentos. Os alimentos consistem em moléculas orgânicas que armazenam energia em suas ligações químicas. Em termos de obtenção de alimento para energia, existem dois tipos de organismos: autotróficos e heterotróficos.Autotróficos são organismos que capturam energia de fontes não vivas e transferem essa energia para a parte viva do ecossistema. Eles também são capazes de fazer sua própria comida. A maioria dos autótrofos usa a energia da luz solar para produzir alimentos no processo de fotossíntese. Apenas certos organismos — como plantas, algas e algumas bactérias — podem produzir alimentos por meio da fotossíntese. Alguns organismos fotossintéticos são mostrados na figura abaixo.
autotróficos fotossintéticos, que produzem alimentos usando a energia da luz solar, incluem (a) plantas, (b) algas e (c) certas bactérias.
autotróficos também são chamados de produtores. Eles produzem alimentos não apenas para si mesmos, mas também para todos os outros seres vivos (conhecidos como consumidores). É por isso que os autótrofos formam a base das cadeias alimentares, como a cadeia alimentar mostrada abaixo.
uma cadeia alimentar mostra como a energia e a matéria fluem dos produtores para os consumidores. A matéria é reciclada, mas a energia deve continuar fluindo para o sistema. De onde vem essa energia? (Embora os decompositores sejam mostrados como o passo final nesta cadeia alimentar, esses organismos decompõem o material de cada etapa da cadeia alimentar. Consulte os conceitos de Ecologia para obter informações adicionais.)
heterotróficos são seres vivos que não podem fazer sua própria comida. Em vez disso, eles obtêm sua comida consumindo outros organismos, e é por isso que eles também são chamados de consumidores. Eles podem consumir autotróficos ou outros heterotróficos. Os heterotróficos incluem todos os animais e fungos, bem como muitos organismos unicelulares. Na figura acima, todos os organismos são consumidores, exceto a grama. O que você acha que aconteceria aos consumidores se todos os produtores desaparecessem da Terra?
moléculas de energia: glicose e ATP
os organismos usam principalmente dois tipos de moléculas para energia química: glicose e ATP. Ambas as moléculas são usadas como combustíveis em todo o mundo vivo. Ambas as moléculas também são atores-chave no processo de fotossíntese.
glicose
a glicose é um carboidrato simples com a fórmula química C6H12O6. Ele armazena energia química em uma forma concentrada e estável. Em seu corpo, a glicose é a forma de energia que é transportada em seu sangue e absorvida por cada um de seus trilhões de células. A glicose é o produto final da fotossíntese e é o alimento quase universal para a vida.
ATP
ATP (trifosfato de adenosina) é a molécula portadora de energia que as células usam para energia. É usado para energia por todas as células na maioria dos processos celulares. O ATP é feito durante a primeira metade da fotossíntese e depois usado para energia durante a segunda metade da fotossíntese, quando a glicose é feita. O ATP libera energia quando desiste de um de seus três grupos fosfato (Pi) e muda para ADP (difosfato de adenosina, que tem dois grupos fosfato), como mostrado na figura abaixo. Assim, a quebra do ATP em ADP + Pi é uma reação catabólica que libera energia (exotérmica). O ATP é feito a partir da combinação de ADP e Pi, uma reação anabólica que consome energia (endotérmica).
por que os organismos precisam de glicose e ATP
por que os seres vivos precisam de glicose se o ATP é a molécula que as células usam para energia? Por que os autótrofos não produzem ATP e acabam com isso? A resposta está na ” embalagem. Uma molécula de glicose contém mais energia química em um “pacote” menor do que uma molécula de ATP. A glicose também é mais estável que o ATP. Portanto, a glicose é melhor para armazenar e transportar energia. A glicose, no entanto, é muito poderosa para as células usarem. O ATP, por outro lado, contém apenas a quantidade certa de energia para alimentar os processos vitais dentro das células. Por essas razões, tanto a glicose quanto o ATP são necessários para os seres vivos.
como a energia flui através dos seres vivos
o fluxo de energia através dos organismos vivos começa com a fotossíntese. Este processo armazena energia da luz solar nas ligações químicas da glicose. Ao quebrar as ligações químicas na glicose, as células liberam a energia armazenada e produzem o ATP de que precisam. O processo no qual a glicose é decomposta e o ATP é feito é chamado de respiração celular.A fotossíntese e a respiração celular são como dois lados da mesma moeda. Isso é aparente na figura abaixo. Os produtos de um processo são os reagentes do outro. Juntos, os dois processos armazenam e liberam energia em organismos vivos. Os dois processos também trabalham juntos para reciclar oxigênio na atmosfera da Terra.
este diagrama compara e contrasta a fotossíntese e a respiração celular. Também mostra como os dois processos estão relacionados.
resumo
- a energia é a capacidade de fazer o trabalho. É necessário que todos os seres vivos e todas as células vivas realizem processos vitais, como quebrar e construir moléculas e transportar muitas moléculas através das membranas celulares.A forma de energia que os seres vivos precisam para esses processos é a energia química e vem dos alimentos. Os alimentos consistem em moléculas orgânicas que armazenam energia em suas ligações químicas.
- autotróficos fazem sua própria comida. As plantas, por exemplo, produzem alimentos por fotossíntese. Autotróficos também são chamados de produtores.Heterotróficos obtêm alimentos comendo outros organismos. Os heterotróficos também são conhecidos como consumidores.
- organismos usam principalmente as moléculas glicose e ATP para energia. A glicose é uma forma compacta e estável de energia que é transportada no sangue e absorvida pelas células. O ATP contém menos energia e é usado para alimentar os processos celulares.O fluxo de energia através dos seres vivos começa com a fotossíntese, que cria glicose. Em um processo chamado respiração celular, as células dos organismos quebram a glicose e produzem o ATP de que precisam.
revisão
1. Defina energia.
2. Por que os seres vivos precisam de energia?
3. Compare e compare as duas maneiras básicas pelas quais os organismos obtêm energia.
4. Descreva os papéis e relações das moléculas de energia glicose e ATP.
5. Resuma como a energia flui através dos seres vivos.
6. Explique por que a energia usada pelo corpo humano vem do sol.
7. Verdadeiro ou Falso: alguns humanos (como vegetarianos) são autotróficos.
8. Verdadeiro ou Falso: A glicose armazena energia química em suas ligações.
9. Os produtores também são chamados ______________ .
10. Os consumidores também são chamados ______________ .
11. Qual das seguintes lojas de energia química?
A. ATP
B. glicose
C. nenhum dos acima
D. ambos A E B
12. Quais dos seguintes não são heterotróficos?
A. cogumelos (fungos)
B. vacas
C. milho
D. ambos A E C