Bioelementos e biomoléculas inorgânicas

Explica a diferença entre bioelementos primários, secundários e oligoelementos, e dá um exemplo concreto de cada um dos três grupos.

Observa o gráfico de barras da abundância dos principais bioelementos na matéria viva. Indica a que grupo de bioelementos pertencem os quatro elementos mais abundantes, que percentagem da matéria viva representam aproximadamente em conjunto e por que razão são considerados indispensáveis para formar biomoléculas.

Podes fazê-lo em papel e enviar uma fotografia com a tua resposta.

Analisa-se no laboratório a composição elementar (% em massa seca) de duas amostras desconhecidas:

• Amostra 1: Oxigénio 62,4 %, Carbono 19,8 %, Hidrogénio 9,5 %, Azoto 3,1 %, Cálcio 1,4 %, Ferro 0,005 %, Zinco 0,003 %.

• Amostra 2: Oxigénio 46,6 %, Silício 27,7 %, Alumínio 8,1 %, Ferro 5,0 %, Cálcio 3,6 %, Carbono 0,03 %.

1. a) Deduz fundamentadamente qual das amostras provém de matéria viva e qual da crosta terrestre, justificando a tua escolha a partir das propriedades físico-químicas do carbono que o tornam mais adequado do que o silício para constituir as biomoléculas.
2. b) A partir dos dados da amostra biológica, classifica os seus elementos em primários, secundários e oligoelementos atendendo à sua abundância relativa.
3. c) Justifica por que razão um oligoelemento como o zinco é tão indispensável para a manutenção da vida celular como o carbono, apesar de se encontrar numa proporção milhares de vezes inferior.

Indica duas funções da água nos seres vivos que sejam consequência direta da sua polaridade e explica brevemente cada uma delas.

Ao contrário de quase todos os líquidos, cuja densidade aumenta de forma contínua à medida que arrefecem até solidificar, a água atinge a sua densidade máxima a 4 °C (1,000 g/cm³) e diminui para 0,917 g/cm³ ao congelar a 0 °C.

1. a) Explica a causa molecular desta anomalia térmica da água, descrevendo como se reorganizam as ligações por pontes de hidrogénio na transição de água líquida para gelo.
2. b) Imagina um cenário hipotético em que a água não apresentasse esta anomalia e o gelo fosse mais denso do que a água líquida. Prevê de forma fundamentada a evolução térmica e física que experimentaria um lago de montanha de 20 m de profundidade durante um inverno com temperaturas de -10 °C, e justifica como afetaria a sobrevivência dos organismos aquáticos bentónicos e nectónicos.

Relaciona a elevada capacidade térmica da água com a termorregulação dos organismos e dá um exemplo que ilustre essa função num ser vivo concreto.

Uma célula acumula iões $\text{K}^+$ no seu interior e mantém iões $\text{Na}^+$ no exterior. Explica sob que forma se encontram estes sais minerais no meio celular (dissolvidos ou precipitados) e indica duas funções que podem desempenhar.

O esqueleto humano contém sais de cálcio sob a forma precipitada. Dá o nome de um sal mineral concreto que o constitua e explica que vantagem traz o facto de estar precipitado em vez de dissolvido.

Num cultivo hidropónico experimental estuda-se o efeito da deficiência de bioelementos em plântulas de tomateiro. O lote 1 cresce num meio carente de azoto e o lote 2 num meio carente de ferro. Após duas semanas, ambos os lotes sofrem clorose severa e paragem do crescimento. Um aluno afirma que as consequências no lote 2 deveriam ser insignificantes em comparação com o lote 1, argumentando que o azoto representa cerca de 3 % da massa seca da planta (bioelemento primário), enquanto o ferro representa menos de 0,01 % (oligoelemento).

1. a) Rebate o argumento do aluno explicando a diferença fundamental entre o papel biológico dos bioelementos primários e o dos oligoelementos.
2. b) Justifica a nível bioquímico por que razão a carência de uma quantidade tão minúscula de ferro bloqueia a síntese de clorofila e a fotossíntese com uma gravidade comparável à falta de azoto.