Biologia: evolução e especiação

Existem três observações-chave sobre a vida: há semelhanças entre os seres, há uma correspondência entre os organismos e seu habitat e há diversidade de seres.

O criacionismo postula que as espécies foram individualmente desenhadas por Deus. Muitos criacionistas entendiam que os organismos são adaptados ao ambiente em que vivem, pois Deus desenhara cada espécie com uma finalidade.

Carolus Linnaeus classificou a diversidade da vida. Ele utilizou um sistema de classificação em grupos, reunindo espécies semelhantes em categorias gerais. Por exemplo, espécies semelhantes são agrupadas no mesmo gênero, gêneros semelhantes são reunidos na mesma família, etc. Linnaeus não relacionou as semelhanças entre as espécies a um parentesco evolutivo, mas sim a seu padrão de criação.

Biologia: metabolismo, respiração aeróbica, fermentação e fotossíntese

O conjunto de reações químicas de um organismo é chamado de metabolismo. Uma rota metabólica inicia com uma molécula específica, que é modificada por meio de uma série de etapas definidas, resultando em um certo produto. Cada etapa da rota é catalisada por uma enzima específica.

Rotas catabólicas decompõem moléculas complexas em compostos simples, liberando energia, que é usada para realizar trabalho na célula. Rotas anabólicas consomem energia para fabricar moléculas complexas a partir de moléculas simples. A energia liberada nas rotas catabólicas pode ser utilizada para impulsionar as rotas anabólicas.

Biologia: a descoberta da dupla-hélice e ciclo celular

Assim que foi descoberto que os genes estão localizados nos cromossomos, seus componentes químicos, que são o DNA e proteínas, se tornaram candidatos ao papel de material genético. Pouco se sabia sobre os ácidos nucleicos, cujas propriedades pareciam muito uniformes para serem responsáveis pela variedade existente de características hereditárias. Como se sabia que há vários tipos de proteínas, as opiniões eram a favor delas.

A fim de desenvolver uma vacina contra a pneumonia, o médico Frederick Griffith estudava duas cepas (variedades) da bactéria que causa a doença em mamíferos. As bactérias de uma das cepas possuíam cápsulas que as protegiam do sistema imune do animal, sendo, portanto, patogênicas (causadoras da doença). As bactérias da outra cepa não possuíam cápsulas e, portanto, eram não patogênicas (inofensivas). Ao matar as bactérias patogênicas e misturá-las com bactérias vivas não patogênicas, algumas destas se tornavam patogênicas. Como a patogenicidade era herdada por todos os descendentes das bactérias transformadas, elas não estavam simplesmente usando as cápsulas das bactérias mortas, e sim, produzindo suas próprias cápsulas. Griffith concluiu que algum componente químico das células patogênicas mortas causava uma alteração hereditária nas células não patogênicas, fazendo com que elas passassem a produzir cápsulas. Trabalhos posteriores identificaram o DNA como o responsável pela alteração.

Biologia: células e transporte através da membrana plasmática

No microscópio óptico, a luz visível é passada através do espécime e, então, pelas lentes de vidro, que refratam (dobram) a luz de modo que a imagem do espécime é aumentada à medida que é projetada para dentro do olho ou da câmera. No microscópio eletrônico de varredura, um feixe de elétrons varre a superfície da amostra, excitando seus elétrons, que são detectados por um aparelho que constrói uma imagem de aspecto tridimensional. Já o microscópio eletrônico de transmissão concentra um feixe de elétrons através de uma seção muito fina do espécime. Na microscopia eletrônica, os métodos usados para preparar o espécime o destroem.

Parâmetros importantes na microscopia são a magnificação, que é a proporção entre o tamanho da imagem do objeto e o seu tamanho real, a resolução, que é a nitidez da imagem, e o contraste, que é a diferença de brilho entre as áreas claras e escuras de uma imagem. É possível aumentar o contraste através da coloração do espécime.

Microscópios são ferramentas importantes na citologia, o estudo da célula. O entendimento da função de cada estrutura celular exige a integração da citologia com a bioquímica, o estudo dos processos químicos das células, ou seja, o metabolismo.

Biologia: metodologia científica, evolução, água, carboidratos, proteínas, ácidos nucleicos e lipídeos

As atividades centrais da Biologia são formular perguntas a respeito da natureza e buscar respostas a partir de pesquisas. Logo, a Biologia é o estudo científico da vida.

O trabalho dos biólogos é realizado de acordo com a metodologia científica, processo que inclui fazer observações sobre um fenômeno, formular hipóteses (palpites) sobre esse fenômeno, testar essas hipóteses através de experimentos controlados e elaborar teorias.

Para que os resultados dos experimentos sejam confiáveis, é necessário que estes incluam um grupo controle (no qual não é feita nenhuma modificação) e um grupo teste (no qual apenas um fator é manipulado), de forma que tornem-se evidentes os efeitos da mudança.

Química: ligações químicas e correntes elétricas

Metais geralmente são tenazes, maleáveis, bons condutores de eletricidade e calor, sólidos em temperatura ambiente e têm altos pontos de fusão. Os átomos que formam metais geralmente têm de 1 a 3 elétrons nas suas últimas camadas eletrônicas.

Os não metais (ou ametais) geralmente têm características opostas às dos metais, sendo que a maioria deles é sólido ou gasoso em temperatura ambiente. Os átomos que originam ametais geralmente comportam de 5 a 7 elétrons nas suas últimas camadas.

Química: representação dos átomos, isótopos, isótonos e isóbaros

Geralmente, os elementos químicos e seus respectivos átomos são representados por uma ou duas letras derivadas do seu nome em latim ou grego. O número atômico (número de prótons que o átomo daquele elemento tem) deve ser escrito à esquerda da representação e, em cima dele, se localiza o número de massa (número de prótons somado ao número de nêutrons que o átomo daquele elemento tem).

Observe como fica a representação de um átomo de hélio, que tem dois prótons e dois nêutrons. Como esse átomo está neutro, o número atômico é igual ao número de elétrons.