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O que conta como vivo?

Uma mosca doméstica e uma planta de milho podem parecer muito diferentes, mas ambas são vivas das mesmas oito maneiras e ambas são formadas pelo mesmo tipo de célula. Esta primeira seção fornece os termos para essa vida compartilhada — as características que todo organismo apresenta — e um mapa da variedade da vida: cinco grupos de organismos mais os vírus, que não são vivos, mas ainda infectam tudo que é vivo.

Edexcel International GCSE Biologia 4BI1, Seção 1 é avaliada em ambas as provas; espere perguntas de recall direto e "compare" sobre 1.1–1.4, geralmente um ponto para uma característica e um para o exemplo nomeado.

As características da vida

Todo organismo vivo realiza todas as oito: obtém nutrição (material para energia ou crescimento), respira (libera energia dos alimentos), excreta (remove resíduos), responde ao seu ambiente, move-se, controla suas condições internas (mantém-se estável internamente), reproduz-se e cresce e se desenvolve. A memória auxiliar MRS GREN lista movimento, reprodução, sensibilidade, crescimento, respiração, excreção, nutrição — o "controle das condições internas" é o oitavo que a memória deixa de fora, então nomeie-o separadamente.

Um vírus não faz nenhum desses processos sozinho — é por isso que não é considerado vivo.

Variedade: os cinco grupos e seus traços distintivos

Plantas: multicelulares; células contêm cloroplastos e realizam fotossíntese; paredes de celulose; carboidrato armazenado como amido ou sacarose. Exemplos: um cereal (milho) e uma leguminosa herbácea (ervilhas ou feijões).

Animais: multicelulares; sem cloroplastos, sem fotossíntese; sem paredes celulares; geralmente coordenação nervosa e movimento de um lugar para outro; armazena carboidrato como glicogênio. Exemplos: mamíferos (humanos) e insetos (mosca doméstica, mosquito).

Fungos: sem fotossíntese; corpo geralmente um micélio de hifas filamentosas contendo múltiplos núcleos; alguns unicelulares (levedura); paredes de quitina; alimentam-se secretando enzimas digestivas sobre os alimentos fora do corpo e absorvendo os produtos — nutrição saprótrofa; armazenam glicogênio. Exemplos: Mucor (hifas típicas) e levedura (unicelular).

Protoctistas: organismos microscópicos unicelulares. Amoeba (água doce) é semelhante a uma célula animal; Chlorella tem cloroplastos e é semelhante a uma planta. O exemplo patogênico é Plasmodium, que causa malária.

Bactérias: organismos microscópicos unicelulares com parede celular, membrana plasmática, citoplasma e plasmídeos; carecem de núcleo, mas possuem um cromossomo circular de DNADNA. Algumas realizam fotossíntese; a maioria se alimenta de organismos vivos ou mortos. Exemplos: Lactobacillus bulgaricus (bastonetes, usado para fazer iogurte) e Pneumococcus (esféricos, causam pneumonia).

A comparação de quatro vias preferida pelos examinadores: material da parede celular (celulose / nenhum / quitina / parede bacteriana), núcleo (sim / sim / sim / não), cloroplastos (apenas plantas e alguns protoctistas), carboidrato de armazenamento (amido / glicogênio / glicogênio / —).

Patógenos e os vírus

Um patógeno é qualquer organismo ou partícula que causa doença — a especificação permite fungos, bactérias, protoctistas ou vírus.

Vírus não são organismos vivos: são partículas pequenas (menores que bactérias), parasitas e podem se reproduzir apenas dentro de células vivas; não possuem estrutura celular — apenas um capa proteica contendo um tipo de ácido nucleico, DNA ou RNA (nunca ambos). Aprenda os três exemplos nomeados com suas doenças: vírus do mosaico do tabaco (folhas de tabaco descoloridas — impede a formação de cloroplastos), vírus da influenza (gripe) e HIV (AIDS).

Verifique você mesmo

1. Liste as oito características compartilhadas por todos os organismos vivos.
2. Dê duas características de uma célula vegetal que uma célula animal não possui.
3. Qual grupo armazena carboidrato como glicogênio e qual como amido?
4. Descreva a nutrição saprótrofa em fungos, usando as palavras hifas, enzimas e absorver.
5. Como o material genético de uma bactéria difere do de uma célula vegetal?
6. Nomeie o protoctista patogênico e a doença que ele causa.
7. Cite três razões pelas quais os vírus não são classificados como organismos vivos.
8. Qual vírus nomeado impede a formação de cloroplastos e qual é o resultado visível?

Respostas: 1 nutrição, respiração, excreção, resposta, movimento, controle das condições internas, reprodução, crescimento; 2 cloroplastos e parede celular de celulose; 3 animais e fungos armazenam glicogênio; plantas armazenam amido (ou sacarose); 4 fungos secretam enzimas digestivas de suas hifas sobre material alimentar morto e depois absorvem os produtos orgânicos solúveis; 5 uma bactéria não tem núcleo — cromossomo circular de DNA mais plasmídeos — enquanto uma célula vegetal mantém seu DNA em um núcleo; 6 Plasmodium — malária; 7 sem estrutura celular; reproduzem-se apenas dentro de células vivas; nenhum processo vital isoladamente; 8 vírus do mosaico do tabaco — folhas descoloridas com padrão em mosaico.

De célula a sistema

Uma célula tornou-se muitas; muitas células tornaram-se tecidos, órgãos e sistemas; e cada sistema cumpre as mesmas três funções — captar o que o corpo precisa, transportá-lo para onde é utilizado e eliminar o que o corpo não deve manter. Esta seção é o cerne da Biologia IGCSE: células e moléculas, como substâncias atravessam membranas, nutrição em plantas e humanos, respiração, troca gasosa, transporte, excreção e coordenação.

Biologia International GCSE Edexcel 4BI1, Seção 2 (afirmações 2.1–2.95) é a maior parte do curso e alimenta todas as questões longas em ambas as provas. As afirmações com sufixo B são a extensão de ciências separadas (apenas Biologia); alunos de dupla premiação aprendem o núcleo sem letras.

Organização e células

A organização ocorre de baixo para cima: organelas → células → tecidos → órgãos → sistemas.

2.5B Células especializadas se desenvolvem por diferenciação celular; 2.6B células-tronco podem substituir células danificadas — vantagens: tratar condições como paralisia ou leucemia; desvantagens: preocupações éticas sobre embriões, risco de rejeição e divisão descontrolada.

Moléculas biológicas e enzimas

Carboidratos contêm C, H, O; proteínas adicionam N; lipídios são C, H, O com muito menos oxigênio. Grandes moléculas são cadeias de unidades pequenas: amido e glicogênio a partir de açúcares simples, proteína a partir de aminoácidos, lipídio a partir de ácidos graxos e glicerol. 2.9 Testes alimentares: glicose — Benedict (aquecido, azul → vermelho-tijolo); amido — iodo (amarelo-marrom → azul-negro); proteína — Biuret (azul → roxo); gordura — emulsão etanólica (camada branca turva).

Enzimas são catalisadores biológicos: aceleram reações metabólicas sem serem consumidas. Cada uma tem um sítio ativo ao qual o substrato deve se encaixar. Acima da temperatura ideal ou fora do pH ideal, o sítio ativo muda de forma (denaturação) e a enzima deixa de funcionar. Prático 2.12/2.14B segue a amilase digerindo amido em diferentes temperaturas ou pH com iodo.

Movimento para dentro e fora das células

Difusão é o movimento líquido de partículas de maior para menor concentração (oxigênio no sangue). Osmose é a difusão de água através de uma membrana semipermeável de solução diluída para mais concentrada. Transporte ativo move substâncias contra o gradiente usando energia da respiração (íons minerais nas células do pelos radiculares). A taxa aumenta com a razão superfície-volume, gradiente de concentração e temperatura, e diminui com a distância.

Nutrição

Plantas com flores. A fotossíntese converte energia luminosa em energia química armazenada na glicose:

Fatores limitantes: concentração de dióxido de carbono, intensidade da luz, temperatura — cada um eleva a taxa até outro fator limitar. Íons magnésio constroem clorofila (deficiência amarela as folhas); íons nitrato constroem aminoácidos. 2.23: elodea mostra evolução de oxigênio; teste de iodo verifica amido em uma folha após bloquear luz, CO₂ ou clorofila.

Ser humano. Uma dieta equilibrada: carboidrato, proteína, lipídio, vitaminas A (visão noturna), C (tecido conjuntivo), D (absorção de cálcio), cálcio (ossos) e ferro (hemoglobina), água e fibras dietéticas. As necessidades energéticas aumentam com a atividade, crescimento (idade) e gravidez. O trato alimentar — boca → esôfago → estômago → duodeno e íleo → cólon e reto, com o pâncreas fornecendo enzimas — move os alimentos por peristalse. Digestão: amilase e maltase (amido → glicose), proteases (proteína → aminoácidos), lipases (lipídio → ácidos graxos + glicerol). Bile (produzida no fígado, armazenada na vesícula biliar) neutraliza o ácido estomacal e emulsiona lipídios em gotículas. A parede do íleo é dobrada em vilosidades: enorme área de superfície, paredes de uma célula de espessura, rede densa de capilares — construídas para absorção.

Respiração e troca gasosa

A respiração libera energia da glicose para produzir ATP, que fornece energia para contração muscular, síntese de proteínas e transporte ativo. Aeróbico: glicose + oxigênio → dióxido de carbono + água (equação simbólica: C₆H₁₂O₆ + 6O₂ → 6CO₂ + 6H₂O). Anaeróbico (sem oxigênio): em animais glicose → ácido lático (menos energia, dívida de oxigênio); em plantas e leveduras glicose → etanol + dióxido de carbono.

Plantas (2.40B–2.45B). Os gases movem-se por difusão através dos estômatos; a forma plana da folha, os espaços aéreos e as superfícies finas e úmidas facilitam a troca gasosa, assim como a fotossíntese. Durante o dia, a fotossíntese supera a respiração, resultando em troca líquida de entrada de CO₂ e saída de O₂; à noite, apenas a respiração ocorre (entrada líquida de O₂ e saída de CO₂). O indicador hidrogenocarbonato demonstra isso: laranja → amarelo com CO₂ (escuro), laranja → roxo com menos CO₂ (luz forte).

Seres humanos (2.46–2.50). Tórax: costelas, músculos intercostais, diafragma, traqueia → brônquios → bronquíolos → alvéolos, todos envolvidos por membranas pleurais. Inspiração: contração dos músculos intercostais e do diafragma aumenta o volume torácico, reduz a pressão e permite a entrada de ar. O tabagismo danifica os alvéolos (enfisema), obstrui artérias e eleva o risco de doença coronariana.

Transporte

Organismos unicelulares dependem apenas da difusão — todas as partes estão próximas da superfície. Organismos multicelulares necessitam de sistemas de transporte.

Plantas. Xilema transporta água e íons minerais das raízes às folhas; floema leva sacarose e aminoácidos entre as folhas e o restante da planta. B-extensão: células pilíferas absorvem água por osmose; transpiração é a evaporação de água das superfícies, principalmente via estômatos, mais rápida em baixa umidade, vento forte, alta temperatura e luz intensa.

Seres humanos. Sangue: plasma (transporta CO₂, nutrientes digeridos, ureia, hormônios e calor), glóbulos vermelhos (discos bicôncavos, sem núcleo, cheios de hemoglobina — grande área de superfície e curta distância de difusão para o oxigênio), glóbulos brancos (fagócitos ingerem patógenos; linfócitos liberam anticorpos específicos) e plaquetas (coagulação, B-extensão; vacinação constrói células de memória, B-extensão).

O lado direito do coração bombeia sangue aos pulmões, o esquerdo ao corpo; exercício físico e adrenalina aumentam a frequência cardíaca. Artérias transportam sangue sob alta pressão (paredes grossas e elásticas), veias retornam sob baixa pressão (lúmen largo, válvulas), capilares realizam trocas materiais (paredes de uma célula de espessura). Fatores de risco para doença coronariana incluem tabagismo, dieta rica em gorduras e falta de exercícios.

Excreção

Plantas eliminam resíduos de O₂ e CO₂ através dos estômatos. Seres humanos excretam CO₂ (pulmões), ureia + água + íons (rins — água e ureia também no suor). B-extensão: o rim filtra o sangue nos nefrons (cápsula de Bowman → glomérulo; ultrafiltração; reabsorção seletiva de toda a glicose no túbulo contornado proximal; reabsorção de água no ducto coletor sob ação de ADH — osmorregulação). A urina contém água, ureia e íons; o sistema urinário percorre rins → ureteres → bexiga → uretra.

Coordenação e resposta

Homeostase mantém o ambiente interno constante (teor de água, temperatura). Uma resposta coordenada exige estímulo → receptor → efetor. Plantas respondem à luz (fototropismo) e à gravidade (geotropismo) — caules crescem em direção à luz, raízes para baixo — controlados por auxina acumulada no lado sombreado do caule.

Controle nervoso é elétrico, rápido e de curta duração; controle hormonal é químico no sangue, mais lento e de longa duração. O SNC (cérebro e medula espinhal) conecta-se aos órgãos sensoriais por nervos; numa sinapse, um neurotransmissor passa o sinal entre neurônios.

O olho foca alterando a curvatura da lente (perto: mais curvo) e responde à luz pela pupila. Controle térmico cutâneo: suor resfria por evaporação; vasodilatação perde calor; vasoconstrição conserva calor. Hormônios: adrenalina (glandulas suprarrenais — luta ou fuga), insulina (pâncreas — reduz glicemia), testosterona (testículos), progesterona e estrógeno (ovários); B-extensão inclui ADH (hipófise), FSH e LH (hipófise — ciclo menstrual).

Verifique você mesmo

1. Ordene por tamanho: célula, órgão, organela, sistema, tecido.
2. Cite duas estruturas que uma célula vegetal possui e uma animal não tem, e uma que a célula animal possui e a maioria das vegetais não tem.
3. Nomeie as unidades pequenas que formam proteínas, amido e lipídios.
4. Descreva as mudanças de cor nos testes de Benedict, iodo e Biuret.
5. Por que aquecer uma enzima muito acima do seu ponto ótimo interrompe sua função?
6. Diferencie difusão, osmose e transporte ativo em uma frase cada.
7. Escreva a equação simbólica balanceada para fotossíntese e respiração aeróbica.
8. Cite duas adaptações da folha para a fotossíntese e duas do alvéolo para as trocas gasosas.
9. Por que um organismo unicelular pode sobreviver sem sistema de transporte?
10. Compare artérias, veias e capilares quanto à espessura da parede, tamanho do lúmen e função.
11. Descreva o que ocorre com glicose, água e ureia conforme o líquido percorre o nefron (B).
12. Enuncie a via de um arco reflexo e dê uma vantagem dos reflexos.

Respostas: 1 organela → célula → tecido → órgão → sistema; 2 parede de celulose e cloroplastos (e uma grande vacúolo permanente); células animais contêm muitas mitocôndrias; 3 aminoácidos; açúcares simples; ácidos graxos e glicerol; 4 Benedict azul → vermelho tijolo (com glicose, aquecido); iodo amarelo-marrom → azul-negro (com amido); Biuret azul → roxo (com proteína); 5 o sítio ativo muda de forma (denaturação), então o substrato não se encaixa mais; 6 difusão — movimento líquido a favor de um gradiente de concentração; osmose — apenas água, através de membrana semipermeável; transporte ativo — contra o gradiente, usando energia; 7 6CO₂ + 6H₂O → C₆H₁₂O₆ + 6O₂ (luz, clorofila); C₆H₁₂O₆ + 6O₂ → 6CO₂ + 6H₂O; 8 folha: superfície larga e plana e células paliçádicas repletas de cloroplastos (ou espaços aéreos/estômatos); alvéolo: paredes de uma única camada de células e enorme área superficial (superfície úmida, rede capilar); 9 sua área superficial é grande comparada ao volume, permitindo que a difusão atinja todas as partes rapidamente; 10 artérias — paredes musculares grossas, lúmen estreito, levam sangue para fora sob alta pressão; veias — paredes finas, lúmen largo, válvulas, retornam sangue sob baixa pressão; capilares — paredes de uma única camada de células, trocam materiais; 11 (B) toda a glicose é reabsorvida seletivamente no sangue no túbulo contornado proximal; água é reabsorvida do ducto coletor (controlada por ADH); ureia não é reabsorvida e sai na urina com água e íons; 12 estímulo → receptor → neurônio sensitivo → neurônio de associação (SNC) → neurônio motor → efetor; reflexos são rápidos e automáticos, protegendo o corpo antes que danos ocorram.

Passing it on

Every living thing gets one chance to pass its genes on. Flowers do it with petals and pollen, humans with gametes and cycles of hormones — and the packets of information that pass are chromosomes, shuffled by meiosis and recombined at fertilisation. This section runs from flower structure to monohybrid crosses, from Darwin's finches to antibiotic-resistant bacteria.

Edexcel International GCSE Biology 4BI1, Section 3 (statements 3.1–3.39) is the genetics and reproduction section. Crosses and pedigrees carry reliable marks for students who lay out a genetic diagram properly.

Reproduction

Sexual reproduction needs two gametes; the offspring are genetically different. Asexual reproduction needs one parent; the offspring are genetically identical clones.

Flowering plants. Insect-pollinated flowers have large colourful petals, scent and nectar; wind-pollinated flowers are small and green, with light smooth pollen in huge quantities, anthers hanging outside and feathery stigmas.

After pollination 传粉 the pollen grain grows a pollen tube 花粉管 down the style; fertilisation 受精 follows, and the ovule becomes the seed while the ovary becomes the fruit. Germinating seeds live on their stored food reserves until the seedling can photosynthesise. Plants reproduce asexually by runners and artificially by cuttings.

Humans. The menstrual cycle: FSH 促卵泡激素 matures an egg in the ovary; the mature follicle releases oestrogen 雌激素, which thickens the uterus lining and triggers the LH surge that causes ovulation at about day 14; the empty follicle becomes a corpus luteum releasing progesterone 孕酮, holding the lining thick until day 28, when the falling hormone levels bring menstruation (B: FSH and LH from the pituitary).

The placenta supplies the embryo with oxygen and nutrients and removes waste; amniotic fluid protects it. Oestrogen and testosterone 睾酮 drive the development of secondary sexual characteristics.

Inheritance

The genome 基因组 is all an organism's DNA; a gene is a section of a DNA molecule coding for one protein. Genes sit on chromosomes in the nucleus. (B) DNA is a double helix 双螺旋 with paired bases — A–T and C–G; RNA is single-stranded with U replacing T. (B) Protein synthesis: transcription 转录 copies the gene to mRNA in the nucleus; translation 翻译 at the ribosome reads codons 密码子, each matched by a tRNA anticodon carrying its amino acid, building the chain.

Alleles 等位基因 are alternative forms of a gene. Vocabulary: dominant 显性 (shows if one copy present), recessive 隐性 (needs two), homozygous 纯合, heterozygous 杂合, genotype 基因型, phenotype 表型; (B) codominance 共显性 — both alleles expressed. Most features are polygenic, not single-gene.

A monohybrid cross, laid out to earn its marks: parents' genotypes → gametes → Punnett grid → phenotype ratio.

Worked check. Cystic fibrosis (cf, recessive): both parents heterozygous Cc × Cc. Gametes C or c. Offspring CC, Cc, Cc, cc — 3 unaffected : 1 affected; a 1-in-4 chance per child, the same chance every child.

Sex determination: XX female, XY male. Mother always gives X; father gives X or Y — a genetic diagram of X×X, X×Y gametes gives 1:1 female:male, and the father's gamete decides the sex.

Mitosis 有丝分裂 makes two cells with identical chromosomes — growth, repair, cloning, asexual reproduction. Meiosis 减数分裂 makes four genetically different haploid 单倍体 gametes (human diploid 46 → haploid 23), and random fertilisation of any sperm with any egg creates further variation.

Variation can be genetic, environmental, or both. Mutation 突变 is a rare, random change in DNA that can be inherited — mostly harmless, occasionally significant (B: a changed base can alter one amino acid and the protein's shape); ionising radiation and chemical mutagens such as tobacco chemicals raise mutation rates.

Evolution

Darwin's natural selection 自然选择, step by step: organisms produce more offspring than survive; variation exists within a species; those with characteristics best suited to the environment survive and reproduce, passing the alleles on; over generations the advantageous characteristic becomes more common.

Antibiotic resistance is selection in action: a random mutation makes one bacterium resistant; antibiotics kill the non-resistant majority; the resistant bacterium survives and reproduces — completing courses of antibiotics and avoiding overuse slows the spread, and resistant infections become hard to control.

Check yourself

1. Give two differences between sexual and asexual reproduction.
2. State two adaptations of a wind-pollinated flower.
3. What happens after the pollen tube reaches the ovule?
4. Which hormone surges at day 14, and what does it cause?
5. Define gene, allele and genome.
6. (B) Name the base that replaces thymine in RNA, and where translation happens.
7. Cross Cc × cc and give the phenotype ratio.
8. Why does the father's gamete determine the sex of a child?
9. Give two differences between mitosis and meiosis.
10. Explain antibiotic resistance by natural selection in three steps.

Answers: 1 sexual — two parents, genetically different offspring; asexual — one parent, genetically identical offspring; 2 light smooth pollen in large quantity; anthers hanging outside the flower with a feathery stigma (small dull petals, no nectar); 3 the male gamete fuses with the ovule's egg cell — fertilisation; the ovule becomes a seed and the ovary a fruit; 4 LH — ovulation (release of the egg); 5 gene — a DNA section coding for one protein; allele — an alternative form of a gene; genome — all the organism's DNA; 6 (B) uracil; at a ribosome; 7 gametes C, c and c, c → Cc, Cc, cc, cc — 1 unaffected : 1 affected; 8 the mother's egg always carries X; the sperm carries X or Y, so XX (female) or XY (male) depends on the sperm; 9 mitosis — two cells, identical, same (diploid) chromosome number, for growth/repair/asexual reproduction; meiosis — four cells, genetically different, half the number (haploid), for gametes; 10 a mutation gives one bacterium resistance; the antibiotic kills the non-resistant bacteria; the resistant one survives and reproduces, so resistance spreads.

Quem vive onde e o que come quem

Uma lagoa contém mais do que água: populações que se alimentam mutuamente, ciclam carbono e nitrogênio e respondem — às vezes de forma catastrófica — ao que os humanos adicionam. A ecologia faz quatro perguntas: quem vive aqui (população, comunidade, habitat, ecossistema), quem come quem (cadeias alimentares, teias, pirâmides), o que circula (os ciclos do carbono e do nitrogênio) e o que estamos fazendo com isso (poluição, gases de efeito estufa, eutrofização, desmatamento).

Edexcel International GCSE Biologia 4BI1, Seção 4 (enunciados 4.1–4.18B) recompensa definições precisas e o ciclo do carbono desenhado de memória.

O organismo no ambiente

Uma população é todos os organismos de uma mesma espécie em um habitat; uma comunidade são todas as populações naquele habitat; um habitat é o local; um ecossistema é a comunidade mais seus surroundings não vivos. O tamanho da população é definido por fatores abióticos (luz, água, temperatura) e bióticos (alimento, predadores, doenças, competição). Práticas de quadrantes estimam o tamanho populacional (média por quadrante × área total ÷ área do quadrante), e (B) quadrantes ao longo de um transecto mostram a distribuição e a biodiversidade.

Relações tróficas

Produtores (plantas) capturam energia luminosa; consumidores primários comem produtores; secundários e terciários consumidores seguem; decompositores quebram matéria morta. Setas em uma cadeia alimentar apontam do comido para o comedor — a direção em que a energia flui. Pirâmides de número podem inverter-se (uma árvore, muitos insetos), mas pirâmides de biomassa e de transferência de energia sempre estreitam-se para cima — porque apenas cerca de 10 % da energia em um nível passa para o próximo: o restante é perdido na respiração, movimento e excreção, e como calor.

Ciclos dentro dos ecossistemas

Carbono: a fotossíntese remove CO₂ do ar; a alimentação passa o carbono pelas cadeias; respiração (todos os organismos) e decomposição retornam-na; combustão de combustíveis fósseis libera o carbono armazenado por milhões de anos.

(B) Nitrogênio: bactérias fixadoras de nitrogênio produzem compostos nitrogenados a partir do N₂ atmosférico; decompositores quebram matéria morta em amônia; bactérias nitrificantes convertem amônia em nitratos que as plantas absorvem; bactérias desnitrificantes retornam o nitrogênio ao ar.

Influências humanas

Poluição do ar: dióxido de enxofre dissolve-se na chuva formando chuva ácida (danifica folhas, lagos, edifícios); monóxido de carbono liga-se à hemoglobina, reduzindo o oxigênio que o sangue pode transportar. Gases de efeito estufa — vapor d'água, dióxido de carbono, óxido nitroso, metano e CFCs — retêm a radiação saiente; a queima de combustíveis fósseis, desmatamento, agricultura e indústria os adicionam, espessando o manto (o efeito estufa intensificado), trazendo aquecimento global com elevação dos níveis do mar e mudanças climáticas. Esgoto na água alimenta microrganismos que consomem oxigênio. Eutrofização: fertilizantes lixiviam para a água, algas proliferam, morrem e decompositores retiram o oxigênio — peixes sufocam.

(B) Desmatamento remove raízes e dossel: a chuva lixia minerais do solo, o solo erosiona, evapotranspiração cai (menos nuvens e chuva) e o carbono armazenado retorna ao ar, desequilibrando os gases atmosféricos.

Verifique você mesmo

1. Defina população, comunidade, habitat e ecossistema.
2. Por que uma pirâmide de número pode inverter-se quando uma pirâmide de biomassa não pode?
3. Explique por que apenas cerca de 10 % de energia passa entre níveis tróficos.
4. Nomeie os quatro processos do ciclo do carbono.
5. (B) Quais bactérias convertem amônia em nitratos e quais retornam o nitrogênio ao ar?
6. Por que o monóxido de carbono causa morte?
7. Cite os cinco gases de efeito estufa.
8. Descreva a sequência de eutrofização em quatro etapas.
9. (B) Dê duas consequências do desmatamento para o ciclo do carbono e duas para o solo.

Respostas: 1 população — todos os organismos de uma espécie num habitat; comunidade — todas as populações num habitat; habitat — o lugar onde os organismos vivem; ecossistema — comunidade mais seu ambiente; 2 número conta indivíduos — uma única árvore pode alimentar muitos insetos, invertendo a forma — enquanto biomassa mede a massa total, que sempre diminui em cada nível; 3 energia é perdida em cada etapa por respiração (calor), movimento e egestão/excreção de partes não digeridas; 4 fotossíntese, respiração, decomposição, combustão; 5 (B) bactérias nitrificantes; bactérias desnitrificantes; 6 liga-se à hemoglobina com maior afinidade que o oxigênio, reduzindo o transporte de oxigênio aos tecidos; 7 vapor d'água, dióxido de carbono, óxido nitroso, metano, CFCs; 8 fertilizante escorre para a água → floração algais → algas morrem e decompositores se multiplicam → decompositores respiram, consumindo o oxigênio, matando peixes e outros organismos; 9 (B) carbono: menos árvores realizam fotossíntese e a queima/combustão libera carbono armazenado; solo: lixiviação de minerais e erosão sem raízes, com menor evapotranspiração.

Usando a vida para nutrir e curar

Pão sobe, iogurte engrossa, insulina salva vidas — todos produtos de organismos colocados em ação. Esta seção final cobre como os humanos aumentam a produtividade (estufas, fertilizantes, controle de pragas), cultivam microrganismos em escala (fermentadores) e modificam organismos deliberadamente: seleção artificial, modificação genética e clonagem.

Edexcel International GCSE Biologia 4BI1, Seção 5 (afirmações 5.1–5.20B) completa o curso. As afirmações sufixadas com B (criação de peixes, micropropagação, clonagem de mamíferos) são exclusivas de Biologia.

Produção de alimentos

Plantas agrícolas. Estufas e túneis de polietileno retêm calor e protegem as culturas, permitindo que agricultores controlem luz, temperatura, CO₂ e água; aumentar CO₂ e temperatura até o ótimo eleva a taxa de fotossíntese e a produtividade. Fertilizantes substituem íons minerais (nitrato para aminoácidos, magnésio para clorofila) que o solo perde a cada colheita. Controle de pragas: pesticidas matam pragas rápida e completamente, mas correm risco de bioacumulação, prejudicando outras espécies e deixando resíduos; controle biológico (introduzir predador da praga) é autossustentável e específico, mas lento e menos controlável se a espécie de controle se espalhar.

Microrganismos. Levedura fermenta açúcar: anaerobicamente produz dióxido de carbono (que faz o pão subir) e etanol; Lactobacillus converte açúcar do leite em ácido lático, engrossando o iogurte. Um fermentador industrial mantém microrganismos no ótimo: precauções assépticas (sem contaminação), nutrientes, temperatura e pH ideais, oxigenação (fornecimento de ar para culturas aeróbias) e agitação (agitador distribui calor e nutrientes uniformemente).

(B) Criação de peixes fornece proteína eficientemente: manter qualidade da água, controlar predação (intraespecífica — entre os peixes — e interespecífica), controlar doenças, remover resíduos, controlar qualidade e frequência da alimentação e realizar seleção de linhagens de crescimento rápido.

Seleção artificial

Escolher pais com características desejadas → cruzá-los → selecionar a melhor prole → repetir ao longo das gerações. Desenvolve plantas com maior produtividade, resistência a doenças ou rusticidade, e animais com mais carne, leite ou docilidade — mas estreita o pool gênico, aumentando a vulnerabilidade a doenças, e exige muitas gerações.

Modificação genética (engenharia genética)

Enzimas de restrição cortam DNA em locais específicos; ligase une pedaços de DNA. Um plasmídeo (ou vírus) atua como vetor: o gene humano da insulina é cortado, inserido num plasmídeo aberto, e o DNA recombinante é absorvido por bactérias, que se multiplicam num fermentador produzindo insulina humana. Plantas GM podem resistir a pragas ou herbicidas ou produzir mais alimento. Um organismo que recebe genes de outra espécie é transgênico.

Clonagem (B)

Micropropagação (cultivo de tecidos): um pequeno explanto é cultivado in vitro num meio nutritivo com hormônios de crescimento, produzindo plântulas geneticamente idênticas — quantidades comerciais de plantas com características desejáveis, livres de doenças e rápidas. Clonagem de mamíferos: um núcleo diploide de uma célula madura é inserido numa célula ovo enucleada (seu próprio núcleo removido); a célula divide-se num embrião implantado numa fêmea gestante — a ovelha Dolly. Animais transgênicos clonados podem produzir proteínas humanas no leite.

Verifique você mesmo

1. Cite duas formas pelas quais uma estufa aumenta a produtividade das culturas.
2. Aponte uma vantagem e uma desvantagem do controle biológico.
3. Por que o Lactobacillus espessa o leite?
4. Liste as cinco condições que um fermentador mantém.
5. (B) Nomeie dois métodos de controle da predação na piscicultura.
6. Dê duas desvantagens da seleção artificial.
7. Nomeie a enzima que corta o DNA e a que o liga.
8. O que é um vetor na engenharia genética?
9. Explique por que bactérias com o gene humano da insulina produzem um medicamento útil.
10. (B) Descreva as etapas do clonagem de um mamífero.

Respostas: 1 Retém calor próximo ao ótimo; CO₂, luz e água controlados (quaisquer dois); 2 Vantagem — autossustentável, sem resíduos; desvantagem — lento, e a espécie de controle pode se espalhar; 3 Converte lactose em ácido lático, que coagula a proteína do leite; 4 condições assépticas, nutrientes, temperatura e pH ótimos, oxigenação, agitação; 5 (B) cercas de malha contra predadores interespecíficos; menor densidade populacional contra intraespecíficos; 6 reduz o pool gênico, facilitando a propagação de doenças; exige muitas gerações.

Respostas continuadas: 7 Enzimas de restrição cortam; ligase liga; 8 um plasmídeo ou vírus transportando DNA recombinante para uma célula; 9 multiplicam-se rapidamente no fermentador, secretando insulina humana — seguras e produzíveis em larga escala; 10 (B) Núcleo diploide de uma célula madura → óvulo enucleado → divide-se em embrião → implantado em fêmea receptora.