Introdução ao estudo da biologia

A biologia é o estudo da vida e dos seres vivos através de métodos de pesquisa científica rigorosamente testados e revisados ​​por pares.

O Estudo da Vida

A biologia é uma ciência natural preocupada com o estudo da vida e dos organismos vivos. A biologia moderna é um campo vasto e eclético composto por muitas disciplinas especializadas que estudam a estrutura, função, crescimento, distribuição, evolução ou outras características dos organismos vivos. No entanto, apesar do amplo escopo da biologia, existem certos conceitos gerais e unificadores que regem todos os estudos e pesquisas:

  • a célula é a unidade básica da vida
  • Os genes (que consistem em DNA ou RNA) são a unidade básica da hereditariedade
  • A evolução explica a unidade ea diversidade observada entre os organismos vivos
  • Todos os organismos sobrevivem consumindo e transformando energia
  • Todos os organismos mantêm um ambiente interno estável

A pesquisa biológica indica que as primeiras formas de vida na Terra eram microorganismos que existiam por bilhões de anos antes da evolução de organismos maiores. Os mamíferos, pássaros e flores tão familiares para nós são relativamente recentes, originários dos últimos 200 milhões de anos. Os seres humanos de aparência moderna, Homo sapiens , são uma espécie relativamente nova, tendo habitado este planeta apenas nos últimos 200 mil anos (aproximadamente).

História da Ciência Biológica

Embora a biologia moderna seja um desenvolvimento relativamente recente, as ciências relacionadas e incluídas nele foram estudadas desde a antiguidade. A filosofia natural foi estudada já nas antigas civilizações da Mesopotâmia, do Egito, do subcontinente indiano e da China. No entanto, as origens da biologia moderna e sua abordagem ao estudo da natureza são mais freqüentemente remontadas à Grécia antiga. (A biologia é derivada da palavra grega “bio” que significa “vida” e o sufixo “ology” que significa “estudo de”.)

Os avanços na microscopia também tiveram um impacto profundo no pensamento biológico. No início do século 19, vários biólogos apontaram para a importância central da célula e, em 1838, Schleiden e Schwann começaram a promover as idéias agora universais da teoria das células. Jean-Baptiste Lamarck foi o primeiro a apresentar uma teoria coerente da evolução, embora fosse o naturalista britânico Charles Darwin que difundiu a teoria da seleção natural em toda a comunidade científica. Em 1953, a descoberta da estrutura dupla helicoidal do DNA marcou a transição para a era da genética molecular.

Ciência e Pseudociência

A ciência é um processo para aprender sobre o mundo natural. A maioria das investigações científicas envolve o teste de respostas potenciais a importantes questões de pesquisa. Por exemplo, os oncologistas (médicos do câncer) estão interessados ​​em descobrir por que alguns cânceres respondem bem à quimioterapia, enquanto outros não são afetados. Com base no seu crescente conhecimento de biologia molecular, alguns médicos suspeitam de uma conexão entre a genética do paciente e sua resposta à quimioterapia. Muitos anos de pesquisa produziram numerosos trabalhos científicos documentando a evidência de uma conexão entre câncer, genética e resposta ao tratamento. Uma vez publicado, informações científicas estão disponíveis para que qualquer pessoa leia, aprenda ou pergunte ou discuta. Isso torna a ciência um processo iterativo ou cumulativo, onde a pesquisa anterior é usada como base para novas pesquisas.

A pseudociência é uma crença apresentada como científica, embora não seja um produto da investigação científica. A pseudociência é freqüentemente conhecida como ciência marginal ou alternativa. Geralmente, falta as experiências cuidadosamente controladas e cuidadosamente interpretadas que fornecem a base das ciências naturais e que contribuem para o seu avanço.

Raciocínio Científico

A ciência é o conhecimento obtido a partir de inferências lógicas e experimentação dedutiva que tenta compreender a natureza.

Transformando Energia Química

A respiração celular é o processo de transformar energia química em formas utilizáveis ​​pela célula ou organismo.

Resumo do que veremos

  • Os organismos ingerem moléculas orgânicas como a glicose de carboidratos para obter a energia necessária para as funções celulares.
  • A energia na glicose pode ser extraída em uma série de reações químicas conhecidas como respiração celular.
  • A respiração celular produz energia na forma de ATP, que é a moeda de energia universal para células.

Conceitos

  • respiração aeróbica : o processo de conversão da energia bioquímica em nutrientes em ATP na presença de oxigênio
  • trifosfato de adenosina : um trifosfato de nucleósido multifuncional usado em células como coenzima, muitas vezes chamado de “unidade molecular de moeda de energia” na transferência de energia intracelular
  • respiração celular : o conjunto das reações e processos metabólicos que ocorrem nas células dos organismos para converter a energia bioquímica de nutrientes em trifosfato de adenosina (ATP)
  • catabolismo : a quebra de moléculas grandes em menores, geralmente acompanhada pela liberação de energia

Introdução: Respiração celular

Uma planta de energia elétrica converte energia de uma forma para outra, que pode ser mais facilmente usada. Por exemplo, as usinas de energia geotérmica começam com energia térmica subterrânea (calor) e transformam-na em energia elétrica que será transportada para casas e fábricas.

Como uma planta geradora, os organismos vivos devem absorver energia do meio ambiente e convertê-lo em uma forma que suas células podem usar. Os organismos ingerem grandes moléculas, como carboidratos, proteínas e gorduras, e convertem-nas em moléculas menores como dióxido de carbono e água. Este processo é chamado de respiração celular, uma forma de catabolismo e disponibiliza energia à célula para usar. A energia liberada pela respiração celular é temporariamente capturada pela formação de trifosfato de adenosina (ATP) dentro da célula. ATP é a principal forma de energia armazenada usada para funções celulares e é freqüentemente referida como a moeda de energia da célula.

Os nutrientes quebrados pela respiração celular perdem elétrons ao longo do processo e dizem-se que são oxidados. Quando o oxigênio é usado para ajudar a impulsionar a oxidação de nutrientes, o processo é chamado de respiração aeróbica. A respiração aeróbica é comum entre os eucariotas, incluindo os humanos, e ocorre principalmente na mitocôndria. A respiração ocorre dentro do citoplasma dos procariotas. Vários procariotas e alguns eucariotas usam uma molécula inorgânica além do oxigênio para impulsionar a oxidação de seus nutrientes em um processo chamado respiração anaeróbica. Aceitadores de elétrons para respiração anaeróbica incluem nitrato, sulfato, dióxido de carbono e vários íons metálicos.

A energia liberada durante a respiração celular é então utilizada em outros processos biológicos. Esses processos criam moléculas maiores que são essenciais para a sobrevivência de um organismo, como aminoácidos, DNA e proteínas. Como sintetizam novas moléculas, esses processos são exemplos de anabolismo.

Eletrônicos e energia

A transferência de elétrons entre moléculas via oxidação e redução permite que a célula transfira e use energia para funções celulares.