(9) biologia e geologia 10º ano - trocas gasosas em seres multicelulares

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  • 1. Trocas gasosas em seres multicelulares Biologia e Geologia 10 Ano 2009/2010

2. TROCAS GASOSAS NAS PLANTAS 3. Trocas gasosas nas plantas Como j foi visto anteriormente, o rgo das plantas onde ocorrem as trocas gasosas so as folhas. Estas apresentamestruturas especializados que permitem as trocas de: Vapor de gua; O2 Expulso durante a fotossntese mascapturado durante a respirao; CO2 Expulso durante a respirao mascapturado durante a fotossntese; 4. Estomas Ao nvel das folhas existem estruturas que permitem estas trocas Os estoma. 5. Estomas Os estomas controlam as trocas gasosas entre o meio exterior e a planta, graas capacidade que tm em abrir e fechar. Quando as clulas guarda esto trgidas, aumentam o volume fazendo aumentar a presso ao nvel das paredes (presso de turgescncia). Como a parte mais fina das paredes se deformam mais facilmente do que a parte espessa, este fenmeno leva abertura do estoma. 6. Estomas O grau de turgescncia das clulas guarda permite controlar o grau de abertura do estoma. Os principais factores que fazem variar o grau de turgescncia so por exemplo: Concentrao de certos ies; Concentrao de CO2; Luz; Temperatura; Vento; Quantidade de gua no solo. 7. Controlo dos estomas e o io K+ O transporte activo de K+ actualmente o mecanismo aceite para explicar a variao da presso de turgescncia das clulas guarda. A passagem, por transporte activo de K+ para o interior das clulas guarda, faz com que ocorra passagem de gua por osmose para o interior das clulas guarda e por conseguinte o aumento da presso osmtica que leva abertura dos estomas. Por outro lado, quando o transporte activo cessa, ocorre a sada de K+ das clulas guarda, mas tambm de gua, o que por sua vez diminui a presso de turgescncia e por conseguinte levando ao fecho dos estomas. 8. Controlo dos estomas e a concentrao do CO2. A concentrao de CO2 nos espaos intercelulares so tambm um mecanismo de controlo do grau de abertura dos estomas. Baixas concentraes de CO2 nos espaosintercelularesesto normalmente associados a perodos de fotossntese, uma vez que este composto consumido. As clulas guarda so tambm fotossintticas, poispossuem cloroplastos, assim durante os perodos de fotossntese h acumulao de solutos que levam entrada de gua e por conseguinte abertura dos estomas. 9. TROCAS GASOSAS NOS ANIMAIS 10. Respirao celular Respirao celular um processo que consiste nas trocas gasosas ao nvel celular. Trata-se de um processo de difuso. Ocorre atravs de superfcies respiratrias. As trocas gasosas entre as superfcies respiratrias e as clulas podem ser feitas directamente difuso directa. Ou de forma indirecta difuso indirecta uma vez que os gases respiratrios so transportados at s celulas por um fludo circulante. As trocas gasosas ao nvel das superfcies respiratrias adquirem o nome especfico de hematose. 11. Superfcies respiratrias Existe uma grande diversidade de superfcies respiratrias, no entanto todas tm caractersticas em comum: Pouco espessas, normalmente apenas umacamada de clulas separa o meio externodo interno; Encontram-se sempre hmidas, lembrarque os materiais que atravessam asmembranas plasmticas tm que seencontrar dissolvidas; So densamente vascularizadas parafacilitar o contacto com o fludo circulante; A sua morfologia permite uma grandesuperfcie de contacto entre o meio internoe o meio externo. 12. Superfcies respiratrias A diversidade de superfcies respiratrias deve-se a diversos factores como o tamanho do organismo, o ambiente e histria evolutiva. Vai-se no entanto estudar as seguintes superfcies respiratrias: Superfcie Corporal; Brnquias; Traqueias; Pulmes. 13. Superfcie Corporal Em seres vivos muito simples como as Hidras ou as Planrias as trocas gasosas fazem-sedirectamente atravs da superfcie corporal. Esta situao possvel pois os seus corpos so constitudos por poucas camadas de clulas. No caso da Hidra, com apenas duas camadas de clulas, a camada externa realiza trocas directamente com o meio aqutico. Por seu lado a camada interior realiza trocas com a gua que circula na cavidade gastrovascular. 14. Superfcie Corporal A planria apresenta uma forma achatada (plana) o que facilita o contacto de todas as clulas com o meio externo. Em animais mais complexos, com mais camadas de clulas, tal como as minhocas, o aparecimento de um sistema circulatrio aumentou a eficcia das trocas gasosas atravs do tegumento. Tegumento a camada de clulas que cobre o corpo. Em animais que realizam as trocas gasosas atravs do tegumento diz-se que realizam hematose cutnea. Embora estes animais existam em ambientes secos (terrestre) a hematose possvel pois ao nvel da pele existem numerosas glndulas produtoras de muco que mantm a pele hmida. Alm disso o sistema circulatrio encontra-se muito prximo da pele, o que permite a hematose cutnea. Alguns peixes e anfbios conseguem tambm realizar hematose cutnea alm da hematose branquial e pulmonar. 15. Brnquias As brnquias/guelras so os rgos respiratrios da maioria dos animais aquticos. Sonormalmente evaginaesda superfcie do corpo. Apresentam normalmente um aspecto plumoso/filamentoso, representando uma zona onde o epitlio se divide muito, constituindo uma grande superfcie de contacto para a hematose. Podem encontrar-se no exterior do corpo ou, na maior parte dos casos, dentro de uma cavidade. Nos peixes sseos as brnquias encontram- se na cmara branquial a qual protegida por uma estrutura ssea denominada de operculo. 16. Brnquias Nos peixes sseos as brnquias esto permanentemente banhadas por gua atravs de um fluxo que entra pela boca e sai pelas fendas operculares. A abertura da boca e oprculos estabelece a circulao da gua, mesmo quando o peixe est imvel. 17. As brnquias so constituidas por filamentosduplos,inseridos obliquamente em estruturas sseas denominadas de arcos branquiais. Em cada filamento existe: um vaso sanguneo por onde o sangue entra na brnquia, isto , um vaso com sangue venoso denominado de vaso aferente. Um vaso sanguneo por onde o sangue sa da brnquia, isto , um vaso de sangue arterial denominado de vaso eferente. Entre estes dois vasos existe uma rede de capilares ao nvel dos quais ocorrem as trocas gasosas. Estes capilares encontram-se numa dilatao da brnquia denominada de lamela. 18. Mecanismo de Contracorrente A gua entra pela boca do peixe e levada at a cmara branquial. Ai passa pela lamelas em sentido contrrio ao sangue. Assim medida que o sangue flui atravs dos capilares, vai ficando cada vez mais oxigenado e dado que circula em sentido contrrio ao da gua, vai contactando com gua que sucessivamente mais rica em oxignio. Este processo permite aumentar significativamente a eficincia da hematose branquial. O mesmo processo aplicado s trocas gasosas de CO2. 19. Mecanismo de Contracorrente O mecanismos de contracorrente permite que as trocas gasosas tenham uma eficcia de 80%. Este mecanismo de extrema importncia para os seres aquticos uma vez que neste meio a quantidade de oxignio dissolvido significativamente inferior ao que existe na atmosfera. 20. Traqueias A quantidade de oxignio presente na atmosfera muito superior dissolvida na gua. No entanto a hematose no ambiente terrestre acarretaalgumas dificuldades. Acontece que o O2 e o CO2 so solveis em gua, nos meios aquticos esse problema est resolvido, nos meios terrestres as superfcies respiratrias tm que estar hmidas de modo aos gases estarem dissolvidos. Alguns seres vivos resolvem o problema mantendo o tegumento hmid, outros por outro lado utilizam superfcies respiratrias invaginadas no interior do corpo, reduzindo assim as perdas de gua. 21. Traqueias Os insectos e outros artrpodes apresentam um sistema respiratrio constituido por uma rede de traqueias, que se encontram no interior do corpo. As traqueias ramificam-se em tubos cada vez mais pequenos que terminam nas traquolas que contactam directamente com as clulas. Todas as clulas do corpo apresentam umatraquola. As traqueias comunicam com o exterior atravs de aberturas ao nvel da superfcie corporal denominadas de espirculos. Pequenos orifcios visveis ao longo de todo ocorpo. A estrutura das traqueias mantm-se sem colapsar (sempre aberta) devido a existncia de uma protena estrutural rgida que rodeia estes tubos, a quitina, em hlice. 22. Traqueias Em insectos primitivos os espirculos encontram-se permanentemente abertos, pelo que no h controlo do ar que circula nas traqueias. Em insectos mais evoludos existem j estruturas, semelhantes a vlvulas os ostolos que controlam o fluxo de ar. A ventilao activa encontra-se apenas em insectos maiores, onde por movimentos musculares h contraco das traqueias o que leva a inspirao de ar e no caso contrrio e expirao. Em insectos menores no ocorre ventilao activa mas sim passiva, isto , simplesmente h entrada e sada de ar. Este processo de trocas gasosas um caso de difuso directa uma vez que as trocas gasosas se do directamente entre o epitlio das traquolas e as clulas, ou seja, no h interveno de um fludo circulante. Trata-se tambm de um processo s possvel em animais de reduzidas massas corporais, dado que a velocidade de difuso e distribuio dos gases muito baixa. 23. Pulmes Os pulmes so as superfcies respiratrias mais evoludas que existem. So invaginaes (interior do corpo) onde as perdas de gua so mnimas. Todos os vertebrados terrestres apresentam pulmes, embora sejam diferentes de grupo para grupo. 24. Pulmes Existe uma tendncia evolutiva para o aumento da superfcie do epitlio respiratrio. Os anfbios so os que apresentam os pulmes mais pequenos, assim e de forma a compensar tal facto apresentam tambm hematose cutnea. Os rpteis, mais adaptados ao ambiente terrestre apresentam uns pulmes ligeiramente maiores. Ainda assim pequenos o que lhes dificulta a oxigenao dos tecidos, o que associado ao facto da circulao sanguneaser incompleta, faz com que estes seres vivossejam poiquilotrmicos. 25. Pulmes Aves e mamferos so os seres vi