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Área Professores > Programas > Programas Anteriores > Índice do Programa de Ciências da Terra e da Vida - 10.º Ano

Programa de Ciências da Terra e da Vida - 10.º Ano

Programa de Ciências da Terra e da Vida - 10.º ano

conteúdos:

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4. SISTEMAS VIVOS E ENERGIA

4.1 ENZIMAS E METABOLISMO
4.1.1 Actuação enzimática. Seu significado biológico
4.1.2 Factores que afectam a actividade das enzimas

Objectivos:
- Compreender a importância da acção enzimática na actividade metabólica.
- Relacionar a variação da actividade enzimática com a intervenção dos diferentes factores do meio.

Sugestões de actividades/comentários:
- Exploração de gráficos que permitam identificar, como consequência da acção enzimática a diminuição da energia de activação. Salientar o significado biológico da acção enzimática.
- Sugere-se a interpretação de modelos/diagramas a fim de identificar as proteínas enzimáticas como proteínas globulares e evidenciar a dimensão das suas moléculas comparativamente com dimensões das moléculas dos substratos.
- Interpretação de diagramas relativos a modelos de actuação das enzimas (modelo de Koshland e modelo de Fisher).
- Actividade experimental — «Efeito da temperatura e do pH na actividade enzimática»:
- Interpretação dos resultados identificando reversibilidade e irreversibilidade da inactivação de uma enzima e sua relação com características da molécula enzimática.
- A actividade anteriormente sugerida pode ser completada com a interpretação de gráficos que traduzam a variação da taxa de reacções enzimáticas para diferentes valores de temperatura, pH, etc., permitindo assim identificar, relativamente a cada um dos factores considerados, os valores óptimos, limites máximo e mínimo, …
- Discussão de dados relativos à variação das concentrações dos diferentes componentes de uma reacção enzimática, no decurso da reacção, no sentido de:
- Relacionar as variações de concentração de substrato e de produto;
- Detectar a formação do complexo enzima-substrato;
- Inferir da saturação dos centros activos;
- (…)
- Interpretação de esquemas que evidenciem alguns aspectos do processo de inibição enzimática. Referência à acção de alguns medicamentos, venenos, drogas, etc., relacionando-a com inibição de enzimas.

Termos/conceitos:
- Centro activo.
- Energia de activação.
- Substrato.
- Complexo enzima-substrato.
- Inibição enzimática.

4.2 ORIGEM DA ENERGIA — PRODUÇÃO E MOBILIZAÇÃO DE ATP
4.2.1 O processo fotossintético
- Pigmentos fofossintéticos e captação de energia luminosa.
- Factores que interferem na actividade fotossintética.
- Reacções que envolvem a membrana dos tilacóides.
- Fotofosforilação cíclica e fotofosforilação acíclica.
- Reacções a nível do estroma.
- Fixação do carbono.
- Síntese de glicose.
- Síntese de amido.
- Produtos da actividade fotossintética e formação de outros compostos orgânicos.
4.2.2 A quimiossíntese
4.2.3 Respiração e fermentação
- Glicólise — uma etapa comum.
- Degradação do ácido pirúvico em condições aeróbias.
- Formação de acetil CoA.
- Ciclo de ácido cítrico.
- Fosforilação de ADP.
- Utilização do ácido pirúvico em condições anaeróbias.
- Fermentação láctica.
- Fermentação alcoólica.
- Moléculas energéticas alternativas.

Objectivos:
- Interpretar a fotossíntese como um processo de transferência de energia, fundamental para a existência da Vida.
- Compreender que a energia luminosa captada a nível dos cloroplastos é convertida em energia química.
- Compreender que o fluxo de electrões na fotossíntese é um processo fotoinduzido que conduz ao armazenamento de energia.
- Reconhecer que a energia armazenada no ATP é utilizada em importantes funções biológicas.
- Analisar a relação estrutura-função a nível de cloroplasto.
- Compreender a quimiossíntese como um processo de obtenção de energia, que envolve oxidação de um substrato diferente da água.
- Compreender que as diferentes vias de degradação de compostos orgânicos conduzem à libertação de energia biologicamente utilizável.
- Analisar condicionalismos determinantes da ocorrência da respiração ou da fermentação.
- Estabelecer a comparação entre os rendimentos energéticos de respiração aeróbica e da fermentação.
- Compreender a relação entre as sucessivas degradações dos substratos orgânicos e as estruturas celulares em que ocorrem.

Sugestões de actividades/comentários:
- Actividade experimental — «Separação de pigmentos fotossintéticos por cromatografia em papel»:
- Discussão dos resultados da experiência de Engelmann. Relacionar os referidos resultados com a eficiência de diferentes pigmentos fotossintéticos, na captação da energia luminosa. Interpretação de gráficos relativos ao espectro de absorção desses pigmentos.
- Actividade experimental — «Variação da actividade fotossintética com as condições do meio»:
- Exploração de gráficos que permitam identificar a fotossíntese como um processo bioquímico sujeito à lei dos factores limitantes;
- Planificação de trabalhos experimentais que permitam investigar, por exemplo:
- Relação entre clorofila (presença / ausência) e ocorrência de fotossíntese;
- Proveniência de O2 libertado durante a actividade fotossintética;
- (…)
- Os mecanismos da fotossíntese serão traduzidos por esquemas funcionais simples referindo-se os fenómenos essenciais da fase luminosa e da fase escura e seus suportes estruturais. O fluxo de electrões será apresentado sem que se pretenda a localização e denominação dos transportadores nem que seja dada ênfase a aspectos detalhados desse fenómeno.
- Exploração de diagramas simplificados representativos do ciclo de Calvin, salientando quer a redução do dióxido de carbono e síntese de glícidos, quer a inter-relação entre a actividade fotossintética e outras vias metabólicas.
- Considerando que a fotossíntese envolve:
- Remoção de electrões da clorofila.
- Fotólise da água.
- Síntese de ATP e de NADPH.
- Redução de CO2.
- Explicitar a relação entre esses fenómenos e o local da sua ocorrência.
- O estudo da quimiossíntese será limitado a um exemplo evidenciando que o fluxo de protões e electrões, na origem da síntese de ATP, provém da oxidação de um substrato diferente da água (em condições aeróbicas ou anaeróbias).

- Actividade experimental — «Multiplicação de leveduras em condições aeróbicas e anaeróbias»:
- Análise de dados conduzindo ao estabelecimento de esquemas funcionais que representem mecanismos essenciais da respiração e fermentação.
- Exploração de diagramas relativos às reacções da série glicolítica a fim de localizar, por exemplo, reacções de oxi-redução, fosforilação a nível do substrato, … De evitar todo o desenvolvimento sobre reacções bioquímicas intermédias.
- A exploração de diagramas simplificados representativos do ciclo de Krebs permite, entre outros aspectos:
- Identificar intervenientes na reacção que conduz à síntese do ácido cítrico;
- Explicitar a via do carbono no conjunto cíclico de reacções:
- (…)
- De referir o significado biológico das diferentes oxidações do substrato, por remoção de hidrogénios, identificando as coenzimas com elas relacionadas. (Não são de memorizar a maioria dos compostos intermédios que se formam quer na série glicolítica quer no ciclo de Krebs.)
- Através da análise e discussão de diversos resultados experimentais, comparar diferentes tipos de fermentação e distinguir os condicionalismos determinantes da ocorrência de fermentação e de respiração aeróbica. De salientar que na fermentação se verifica uma degradação incompleta da glicose.
- Discussão de aspectos comparativos no que se refere ao rendimento energético da respiração e da fermentação.
- Discutir relações entre as semelhanças e diferenças estruturas detectadas a nível do cloroplasto e da mitocôndria com semelhanças/diferenças dos processos que neles ocorrem.
- Explicitar em que condições os glícidos, lípidos e prótidos são utilizados como substrato respiratório.

Termos/conceitos:
- Clorofilas.
- Carotenos.
- Factor limitante.
- Reacções fotoquímicas.
- Fotólise da água.
- Fluxo cíclico .
- Fluxo acíclico.
- Ciclo de Calvin.
- Descarbonização.
- Ciclo de Krebs.
- Cadeia respiratória.
- Acido láctico.
- Etanol.

4.3 FLUXO DE ENERGIA NOS ECOSSISTEMAS
4.3.1 Fontes de energia e carbono nos seres vivos
4.3.2 Energia solar e energia biológica.

Objectivos:
- Identificar grupos de seres vivos de acordo com as fontes de energia e carbono que utilizam.
- Analisar a interdependência da fotossíntese e respiração no fluxo de energia biológica.

Sugestões de actividades/comentários:
- Sugere-se a classificação dos seres vivos de acordo com as suas fontes de energia e de carbono.
- Exploração de esquemas que permitam evidenciar como a fotossíntese e a respiração se inter-relacionam ao nível do fluxo de matéria e energia na Biosfera.

Termos/conceitos:
- Seres vivos: autotróficos, heterotróficos, fototróficos e quimiotróficos.

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