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Bioenergética

AQA · GCSE · Biology · Tópico 4

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4.1

Bioenergética: fotossíntese e respiração

As plantas capturam a energia do Sol; cada célula a libera novamente. Esta referência cobre AQA GCSE Biology 8461, topic 4.4 Bioenergética.

Como o exame aborda este tópico:

  • Paper 1 aborda Bioenergética. RP6: intensidade luminosa e a taxa de fotossíntese usando elodea.
  • Gráficos de fator limitante com dois ou três fatores, a lei do inverso do quadrado e a economia de estufas são apenas HT.
  • As equações são equações verbais — saiba também as formas simbólicas (CO₂, H₂O, O₂, C₆H₁₂O₆).
4.1

Fotossíntese (4.4.1.1)
Programa

Fotossíntese (AQA 8461 enunciados 4.4.1.1-4.4.1.2, RP6).

  1. Escreva as equações verbais e simbólicas da fotossíntese e descreva-a como endotérmica.
  2. Explique como intensidade luminosa, concentração de CO2 e temperatura limitam a taxa da fotossíntese, incluindo a interpretação de gráficos de fatores limitantes.
  3. (HT) Use a relação inversa ao quadrado entre intensidade luminosa e distância, e os motivos para a economia de estufas.
  4. Descreva RP6: intensidade luminosa e a taxa da fotossíntese com valisária, seus controles e o cálculo da taxa.

Fonte: Programa Cambridge International

$$\text{carbon dioxide} + \text{water} \xrightarrow{\ \text{light}\ } \text{glucose} + \text{oxygen}$$
$$6\,\text{CO}_2 + 6\,\text{H}_2\text{O} \rightarrow \text{C}_6\text{H}_{12}\text{O}_6 + 6\,\text{O}_2$$

A fotossíntese é uma reação endotérmica: a energia é transferida do ambiente para os cloroplastos pela luz.

4.1

Taxa de fotossíntese e fatores limitantes (4.4.1.2)
Programa

Fotossíntese (AQA 8461 enunciados 4.4.1.1-4.4.1.2, RP6).

  1. Escreva as equações verbais e simbólicas da fotossíntese e descreva-a como endotérmica.
  2. Explique como intensidade luminosa, concentração de CO2 e temperatura limitam a taxa da fotossíntese, incluindo a interpretação de gráficos de fatores limitantes.
  3. (HT) Use a relação inversa ao quadrado entre intensidade luminosa e distância, e os motivos para a economia de estufas.
  4. Descreva RP6: intensidade luminosa e a taxa da fotossíntese com valisária, seus controles e o cálculo da taxa.

Fonte: Programa Cambridge International

Taxa de fotossíntese contra um fator limitante de cada vez.
Cada curva sobe e depois se estabiliza quando outro fator limita.

A taxa aumenta com: intensidade luminosa, concentração de CO₂, temperatura (até o ótimo enzimático) e a quantidade de clorofila.

Lendo gráficos de fator único: o topo plano indica que outro fator tornou-se o fator limitante. (HT) Em gráficos de dois ou três fatores, determine qual fator é limitante em cada ponto.

(HT) Lei do inverso do quadrado: dobrar a distância da lâmpada reduz a quatro a intensidade luminosa:

$$\text{light intensity} \propto \frac{1}{\text{distance}^2}$$

(HT) Economia de estufa: adicionar calor, luz ou CO₂ aumenta a taxa — mas cada um tem custo; o produtor adiciona o fator mais barato que está limitado, até o ponto em que o rendimento extra não compensa.

RP6 configuração: elodea sob funil invertido em béquer, com lâmpada a distância medida.

RP6: elodea na água em diferentes distâncias da lâmpada; contar as bolhas de oxigênio por minuto (ou coletar o gás); controlar temperatura e CO₂ (bicarbonato de sódio); repetir e calcular média; taxa = bolhas ÷ tempo.

Exemplo resolvido. Bolhas: 30 por minuto a 10 cm; a 20 cm a intensidade luminosa é um quarto, então espere cerca de 8 por minuto (se a luz ainda for limitante).

4.1

Usos da glicose (4.4.1.3)
Programa

Fotossíntese (AQA 8461 enunciados 4.4.1.1-4.4.1.2, RP6).

  1. Escreva as equações verbais e simbólicas da fotossíntese e descreva-a como endotérmica.
  2. Explique como intensidade luminosa, concentração de CO2 e temperatura limitam a taxa da fotossíntese, incluindo a interpretação de gráficos de fatores limitantes.
  3. (HT) Use a relação inversa ao quadrado entre intensidade luminosa e distância, e os motivos para a economia de estufas.
  4. Descreva RP6: intensidade luminosa e a taxa da fotossíntese com valisária, seus controles e o cálculo da taxa.

Fonte: Programa Cambridge International

A glicose da fotossíntese é usada para:

  • respiração celular;
  • convertida em amido insolúvel para armazenamento;
  • gordura ou óleo para armazenamento;
  • celulose para paredes celulares;
  • ácidos aminados para proteínas — isso também requer íons nitrato do solo.
4.2

Respiração (4.4.2.1)
Programa

Respiração e metabolismo (AQA 8461 enunciados 4.4.1.3, 4.4.2.1-4.4.2.3).

  1. Cite cinco usos da glicose originada na fotossíntese.
  2. Compare respiração aeróbica e anaeróbica em músculos e leveduras, com equações verbais, e a importância econômica da fermentação.
  3. Explique a resposta do corpo ao exercício e (HT) a dívida de oxigênio e o papel do fígado.
  4. Defina metabolismo e liste as reações que inclui.

Fonte: Programa Cambridge International

A respiração é uma reação exotérmica que ocorre continuamente em células vivas, transferindo energia para: construção de moléculas maiores, movimento e manutenção da temperatura corporal.

Aeróbica Anaeróbica (músculo) Anaeróbica (planta/levedura)
oxigênio necessário não necessário não necessário
equação glicose + oxigênio → CO₂ + água glicose → ácido lático glicose → etanol + CO₂
energia muito mais muito menos muito menos

A respiração anaeróbica na levedura é fermentação, economicamente importante no pão (CO₂ faz a massa crescer) e em bebidas alcoólicas.

4.2

Resposta ao exercício físico (4.4.2.2)
Programa

Respiração e metabolismo (AQA 8461 enunciados 4.4.1.3, 4.4.2.1-4.4.2.3).

  1. Cite cinco usos da glicose originada na fotossíntese.
  2. Compare respiração aeróbica e anaeróbica em músculos e leveduras, com equações verbais, e a importância econômica da fermentação.
  3. Explique a resposta do corpo ao exercício e (HT) a dívida de oxigênio e o papel do fígado.
  4. Defina metabolismo e liste as reações que inclui.

Fonte: Programa Cambridge International

Durante o exercício, a frequência cardíaca, a frequência respiratória e o volume pulmonar aumentam para fornecer mais sangue oxigenado aos músculos. Se o suprimento de oxigênio for insuficiente, os músculos alternam para respiração anaeróbica: a oxidação incompleta da glicose acumula ácido lático → fadiga; surge uma dívida de oxigênio.

(HT) O sangue transporta o ácido lático para o fígado, que o converte novamente em glicose. A dívida de oxigênio é o oxigênio extra necessário após o exercício para reagir e remover o ácido lático acumulado.

4.2

Metabolismo (4.4.2.3)
Programa

Respiração e metabolismo (AQA 8461 enunciados 4.4.1.3, 4.4.2.1-4.4.2.3).

  1. Cite cinco usos da glicose originada na fotossíntese.
  2. Compare respiração aeróbica e anaeróbica em músculos e leveduras, com equações verbais, e a importância econômica da fermentação.
  3. Explique a resposta do corpo ao exercício e (HT) a dívida de oxigênio e o papel do fígado.
  4. Defina metabolismo e liste as reações que inclui.

Fonte: Programa Cambridge International

Metabolismo é a soma de todas as reações em uma célula ou corpo; a respiração as alimenta. Inclui:

  • glicose → amido, glicogênio, celulose;
  • glicerol + 3 ácidos graxos → lipídios;
  • glicose + íons nitrato → aminoácidos → proteínas;
  • respiração celular;
  • decomposição de proteínas em excesso → uréia para excreção.
Vocabulário Treinar
English Português
endothermic/ˌendəʊˈθɜːmɪk/ endotérmico
exothermic/eɡzəˈðɜːmɪk/ exotérmico
fermentation/fɜːmənˈteɪʃn/ fermentação
oxygen debt/ˈɒksɪdʒn det/ dívidas de oxigênio
Metabolism/məˈtæbəlɪzəm/ metabolismo
lactic acid/ˈlæktɪk ˈæsɪd/ ácido lático
limiting factor/ˈlɪmɪtɪŋ ˈfæktə/ fator limitante
4.2

Lista de verificação antes de considerar este tópico concluído
  • Escreva as equações verbais e simbólicas da fotossíntese; diga endotérmica + luz→cloroplastos.
  • Explique os quatro fatores de taxa; leia gráficos de fator único com achatamento; (HT) lei do inverso do quadrado e economia de estufas.
  • Descreva RP6 com seus controles e o cálculo da taxa.
  • Liste cinco usos da glicose (com nitrato para proteína).
  • Compare as equações aeróbicas com as anaeróbicas; nomeie os dois produtos e usos da fermentação.
  • Exercício: três aumentos; ácido lático e dívida de oxigênio; (HT) o papel do fígado.
  • Defina metabolismo com suas cinco vertentes.

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