Page 1

Marcela Ogo Leandro Godoy

Ensino Médio Componente curricular

Biologia Ensino Médio Componente Biologia curricular

Manual do Professor

Biologia

Biologia

Manual do Professor

ISBN 978-85-8392-076-2

9

788583 920762

1NOB_PROF.indd 1

5/23/16 11:15 AM


Ensino Médio Componente curricular Biologia

Marcela Yaemi Ogo

Leandro Pereira de Godoy

Licenciada em Ciências Biológicas pela Universidade Estadual de Londrina (UEL-PR).

Licenciado e bacharel em Ciências Biológicas pela Universidade Estadual de Londrina (UEL-PR).

Especialista em Biologia Aplicada à Saúde pela Universidade Estadual de Londrina (UEL-PR).

Mestre em Microbiologia pela Universidade Estadual de Londrina (UEL-PR).

Especialista em Análise e Educação Ambiental em Ciências da Terra pela Universidade Estadual de Londrina (UEL-PR).

Atuou como professor na rede particular de Ensino Superior.

Mestre em Ensino de Ciências e Educação Matemática pela Universidade Estadual de Londrina (UEL-PR). Atuou como professora da rede pública no Ensino Médio no estado do Paraná. Atua como professora da rede pública no Ensino Fundamental no estado do Paraná. Realiza palestras e assessorias para professores em escolas particulares e públicas.

Manual do Professor

Biologia

Atua como professor no ensino técnico profissionalizante. Ministrou aulas na rede estadual de ensino do Paraná para o Ensino Fundamental, Ensino Médio e Ensino Técnico. Realiza palestras e assessorias para professores em escolas públicas e particulares. Autor de livros didáticos para o Ensino Fundamental

Autora de livros didáticos para o Ensino Fundamental.

1a. edição

g18_ftd_lt_1nob_1fronts.indd 1

São Paulo

2016

31/5/16 7:47 AM


Copyright © Marcela Yaemi Ogo, Leandro Pereira de Godoy, 2016

Diretor editorial Gerente editorial Editora Editora assistente Gerente de produção editorial Coordenador de produção editorial Coordenadora de arte Coordenadora de preparação e revisão Supervisora de preparação e revisão Revisão Coordenador de iconografia e licenciamento de textos Supervisora de licenciamento de textos Iconografia Coordenadora de ilustrações e cartografia Diretor de operações e produção gráfica Produção editorial Edição Assistência editorial Assessoria Projeto gráfico Capa Imagem de capa Edição de imagens Edição de ilustrações Diagramação Tratamento de imagens Ilustrações Revisão Assistência de produção Autorização de recursos Pesquisa iconográfica Editoração eletrônica

Lauri Cericato Flávia Renata P. A. Fugita Valquiria Baddini Tronolone Juliana Bardi Mariana Milani Marcelo Henrique Ferreira Fontes Daniela Máximo Lilian Semenichin Izabel Rodrigues Carolina Manley Expedito Arantes Elaine Bueno Gabriela Araúgo, Izilda Canosa Marcia Berne Reginaldo Soares Damasceno Scriba Projetos Editoriais Luciana Cadioli Panchoni Kelly Cristina dos Santos, Ana Carolina N. S. Ferraro, Felipe Casasanta Mostaço, Priscila Boneventi Juliana Almeida Laís Garbelini e Hatadani Marcela Pialarissi Oliver Burston/Getty Images Maira Renata Dias Balestri Rogério Casagrande Ana Rosa Cordeiro de Oliveira José Vitor Elorza Costa A7 Estudio, Alexandre Affonso, Angelo Shuman, Daniel Zeppo, Desenhorama Estúdio, Eber Evangelista, Flavio Pereira, Gilberto Alicio, José Vitor E. C., Luciane Mori, Poliana Garcia, Rafael Luís Gaion, Renan Fonseca, Rogério Casagrande, Somma Studio, Studio Caparroz Shirley Gomes Luis Rogério M. Andrade, Daiana Melo e Tamires Azevedo Erick L. Almeida Alaíde França Luiz Roberto L. Correa (Beto)

Dados Internacionais de Catalogação na Publicação (CIP) (Câmara Brasileira do Livro, SP, Brasil) Ogo, Marcela Yaemi #Contato biologia, 1o ano / Marcela Yaemi Ogo, Leandro Pereira de Godoy. – 1. ed. – São Paulo : Quinteto Editorial, 2016. – (Coleção #contato biologia) “Componente curricular: biologia” ISBN 978-85-8392-075-5 (aluno) ISBN 978-85-8392-076-2 (professor) 1. Biologia (Ensino médio) I. Godoy, Leandro Pereira de. II. Título. III. Série.

16-02498    

CDD-574.07

Índices para catálogo sistemático: 1. Biologia : Ensino médio

Reprodução proibida: Art. 184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998. Todos os direitos reservados à QUINTETO EDITORIAL LTDA. Rua Rui Barbosa, 156 – Bela Vista – São Paulo-SP CEP 01326-010 – Tel. (11) 3598-6000 Caixa Postal 65149 – CEP da Caixa Postal 01390-970

g18_ftd_lt_1nob_1iniciais_002.indd 1

574.07 Em respeito ao meio ambiente, as folhas deste livro foram produzidas com fibras obtidas de árvores de florestas plantadas, com origem certificada.

Impresso no Parque Gráfico da Editora FTD S.A. CNPJ 61.186.490/0016-33 Avenida Antonio Bardella, 300 Guarulhos-SP – CEP 07220-020 Tel. (11) 3545-8600 e Fax (11) 2412-5375

6/9/16 11:10 AM


Para conhecer seu livro Quantas notícias você ouviu ultimamente que envolvem o ambiente, animais, plantas, genética, microrganismos, doenças e suas possíveis curas? E quantas vezes, em seu cotidiano, você se deparou com a necessidade de entender e até mesmo de opinar sobre estes e outros assuntos relacionados à Biologia? Nesta coleção você estudará os aspectos biológicos da vida, bem como as relações que os seres vivos mantêm entre si e como eles evoluem. Com isto, perceberá o quanto somos responsáveis pelo planeta e descobrirá o que podemos fazer para conservá-lo. Você também terá oportunidades de analisar criticamente as pesquisas científicas e como elas impactam cada ser vivo e o ambiente que nos cerca. Todo o estudo é proposto utilizando uma linguagem simples, permeado de imagens e textos autênticos próximos à sua realidade, abordando temas relevantes em nossa sociedade. Assim, você verá que a Biologia está relacionada à cultura e à sociedade, além de ter sua importância histórica e científica. Veja a seguir como esta coleção é organizada e como ela pode ajudá-lo no estudo da Biologia. Abertura de unidade

Os autores.

Representação de dinossauros do período Cretáceo, entre 85 e 65 milhões de anos atrás.

Richard Bizley/SPL/Latinstock

A unidade é iniciada com base em uma fotografia e em um texto, os quais permitirão que você conheça o tema geral a ser trabalhado nos capítulos seguintes.

capítulo

Abertura de capítulo

Representação de dinossauros do período Cretáceo, entre 85 e 65 milhões de anos atrás.

Uma ciência chamada Biologia A existência de dinossauros no passado é um fato que sempre despertou o fascínio das pessoas. Esses animais viveram, aproximadamente, entre 230 e 60 milhões de anos atrás e eram a forma de vida dominante na Terra. Acredita-se que sua extinção tenha ocorrido por causa de uma série de fatores, mas o principal deles é que teria sido causada pelo impacto de um meteorito que caiu onde atualmente corresponde ao território do México.

capítulo

Richard Bizley/SPL/Latinstock

Evidências sugerem que esses animais habitavam grande parte do planeta, inclusive a atual América do Sul. No Brasil, por exemplo, já foram identificados fósseis de cerca de 20 espécies de dinossauros. Uma ciência chamada Biologia

A

A existência de dinossauros no passado é um fato que sempre despertou o fascínio das pessoas. Esses animais viveram, aproximadamente, entre 230 e 60 milhões de anos atrás e eram a forma de vida dominante na Terra.

B

Acredita-se que sua extinção tenha ocorrido por causa de uma série de fatores, mas o principal deles é que teria sido causada pelo impacto de um meteorito que caiu onde atualmente corresponde ao território do México.

Evidências sugerem que esses animais habitavam grande parte do planeta, inclusive a atual América do Sul. No Brasil, por exemplo, já foram identificados fósseis de cerca de 20 espécies de dinossauros.

C

A

Para você, como é possível aos cientistas construírem o conhecimento sobre os dinossauros se esses animais não existem mais?

B

Como você acha que os pesquisadores reconstituem o corpo dos dinossauros e os ambientes com detalhes das plantas e rochas da época, como mostrado na imagem acima?

C

D

Que conhecimentos são necessários para realizar esse tipo de pesquisa?

D

Qual é a importância de se conhecer como eram os seres vivos e o ambiente no passado?

E

Você observa semelhanças entre os dinossauros e os animais atuais? E entre as plantas que colonizavam a Terra naquela época e as plantas atuais?

F

Explique com suas palavras o que é vida.

12

12

Para você, como é possível aos cientistas construírem o conhecimento sobre os dinossauros se esses animais não mais?possui uma abertura Oexistem capítulo Como você acha que os pesquisadores reconstituem o corpo dosodinossauros para contextualizar assuntoe que os ambientes com detalhes das plantas e rochas da época, como mostrado na será abordado. Com uma imagem, imagem acima?

um texto e algumas questões, é possível que você se familiarize e

Que conhecimentos são necessários para realizar esse tipo de pesquisa?

Qual é a importância de se conhecer como eram os seres vivos e o ambiente no explore o assunto, verificando o que passado?

E

já sabe sobre ele. Você observa semelhanças entre os dinossauros e os animais atuais? E entre as plantas que colonizavam a Terra naquela época e as plantas atuais?

F

Explique com suas palavras o que é vida.


Nas condições de enorme pressão e temperatura presentes no interior de uma estrela, ocorre a fusão termonuclear, na qual núcle­ os de hidrogênio se fundem e formam núcleos de hélio, em uma sequência de reações termonucleares. Essas reações liberam uma grande quantidade de energia, e são responsáveis pelo brilho das

As lipoproteínas são classificadas de acordo com sua densidade. Quanto maior é a quantidade de lipídios em sua composição, menor é a densidade da lipoproteína. As duas principais lipoproteínas encontradas nos animais são a lipoproteína de baixa densidade ou LDL (low density lipoprotein) e a lipoproteína de alta den-

sidade ou HDL (high density lipoprotein). A LDL e a HDL apresentam Duranteestrelas. a fotossíntese, parte da energia da luz solar é absorvida funções pelaopostas ação de pigmenC CH no organismo. A molécula de LDL é responsável Na década de 1950, cientistas desenvolveram a bomba de hidrogê­ por distribuir colesterol a todos os tecidos do corpo humano. Já nio, também conhecida como bomba H, cujo também era a Esse pigmento está presente tos fotossintetizantes, como a princípio clorofila. emdecélulas depororgaa molécula HDL é responsável capturar o excesso A B fusão termonuclear. Para alcançar temperaturas e pressões suficientes de colesterol dos tecidos e liberá-lo no fígado, que o elipara provocar a fusão dos núcleos de hidrogênio, os cientistas utiliza­ HO minará por meio cianobactérias. dos sais biliares. nismos eucariontes que realizam a fotossíntese, como os vegetais e as ram a fissão nuclear, a mesma tecnologia usada na construção das Para o funcionamento adequado do organismo, os níveis de LDL e HDL devem bombas atômicas lançadas sobre o Japão na Segunda Guerra Mun­ ser mantidos dentro de determinados valores. A elevação de LDL está associada a Outros pigmentos captura da energia luminosa são diversas os carotenoides e as dial. Diferente daenvolvidos fusão, a fissão nuclear sena baseia no rompimento alterações no organismo, como a aterosclerose que se caracteriza pela de núcleos de átomos para liberar energia. deposição de placas de gordura nos vasos sanguíneos, causando perda de elastiCom o passar dos acessórios anos, os estudos sobre a que fusão nucle­ ficobilinas, pigmentos vão auxiliar a clorofila na captura da luz solar. cidade, entupimento e rompimento desses vasos. Embora fatores genéticos possam ar avançaram para finalidades pacíficas, entre elas, a ob­

Us Departament of Energy/SPL/Latinstock

Pegue uma das partes do bulbo de cebola e, com a pinça, retire cuidadosamente a película que recobre a folha do bulbo de cebola. or nh

Retire o excesso de água e corante da lâmina usando um pedaço de papel toalha.

se

F G

: De

Acrescente uma gota de corante azul de metileno sobre a película da lâmina II e cubra com a lamínula.

es

E

A luz e a clorofila

Teste com explosão de uma bomba H realizado nas Ilhas Marshall no Oceano Pacífico, no ano de 1954. Explosões como essa liberam 1 000 vezes mais energia do que a bomba atômica lançada em Hiroshima, em 1946 no Japão.

Utilizando a objetiva de 10×, observe as lâminas I e II ao microscópio óptico. Verifique quais estruturas são mais fáceis de serem identificadas em cada lâmina.

Acesse o site a seguir para obter mais informações sobre as utilizações da energia nuclear.

1. Que estruturas celulares você observou em cada lâmina? 2. Quais diferenças você notou ao observar as duas lâminas?

pio para as lâminas I e II e identifique as estruturas celulares observadas.

Na seção Oficina de Biologia você terá a oportunidade de colocar em prática atividades referentes ao assunto estudado. O roteiro de procedimentos tem o objetivo de levá-lo a desenvolver umanidade. A curiosidade asdo ser atividades com autonomia e 1. Como o Universo as questões o que está ao nosso redorsegurança. gerou No final, se formou? Converse o ajudarão a refletir sobre os neta Terra, entre outros assuntos. com seus colegas resultados encontrados.

28

sobre esse assunto e anote suas conclusões.

Queda­d´água de 50 m

5 segundos

Carvão

Combustão

Urânio enriquecido

Fissão nuclear (em reator)

690 anos

Hidrogênio (deutério)

Fusão nuclear

30 000 anos

8 horas

A quantidade de gorduras ingerida na alimentação é um fator que interfere nos níveis de colesterol no corpo humano.

Fonte: HALLIDAY, David. Fundamentos de Física. Rio de Janeiro: Livros Técnicos e Científicos, 2012. v. 4. p. 237.

Citologia

0 400

500

600 700 Comprimento de onda (nanômetros)

65

A seção Biologia e... possibilita que você conheça a aplicação da Biologia na Tecnologia, na Saúde, no Após atravessar um prisma, ana luz branca será decomposta Ambiente, Cultura e na nas cores do arco-íris. Cada cor possui um comprimento de onda específico, portanto elas Nela, se deslocamsão de maneira Sociedade. apresentados diferente dentro do prisma e a luz é decomposta. Esse fenômeno é chamadovariados, dispersão. temas como inovações da ciência, a importância dos hábitos diários para a saúde, temas ambientais, a valorização das diferentes culturas e o impacto da Biologia na nossa sociedade.

Gráfico elaborado com base em: RAVEN, P. H.; EVERT, R. F.; EICHHORN, S. E. Biologia vegetal. 6. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2001. p. 129.

Por que os vegetais são verdes? Os comprimentos de onda que se referem principalmente à cor verde não são absorvidos pela clorofila, mas refletidos por ela. Geralmente, a clorofila concentra-se nas folhas ou em partes mais jovens da planta e, por isso, observamos a cor verde, carac terística dessas partes vegetais. Quando a luz atravessa um componente, determinados comprimentos de onda são refletidos, outros são absorvidos e transmitidos. No caso ao lado, os comprimentos de onda que perfazem a cor laranja são transmitidos ou refletidos, e os outros comprimentos de onda que compõem a luz branca são absorvidos. O mesmo ocorre com o verde nas folhas.

Nesse boxe, você verá informações que complementam 10. Leia o trecho do texto a seguir. o assunto abordado no capítulo, Um casaco, um chapéu, uma lupa e um cachimbo no canto da boca. É assim que os detetives aprofundando-o com curiosidades diferentesvem moléculas de clorofila. A clorofila acriado ocorre nos organismos fotossinteaparecemExistem [...]. A inspiração de Sherlock Holmes, personagem pelo médico e escritor tizantes nastalvez cianobactérias para da a realização da fotossíntese. Ela escocês Arthureucariontes Conan Doyle,e [...] por ter sido eo é primeiro detetive história a usar o métoeessencial novidades. do científico para elucidar os crimes mais curiosos e difíceis imaginados por seu criador. [...] Ilustração produzida com base em: RAVEN, P. H.; EVERT, R. F.; EICHHORN, S. E. Biologia vegetal. 6. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2001. p. 128.

Unidade 1

Cosmologia: área da Astronomia que estuda a origem, a estrutura e a evolução do Universo.

Tempo

Absorção Na seção Encontro com... você estimada (%) 80 textos que formam encontra conexões com outras áreas do 60 saber. Você perceberá como no 40 a dia a Biologia está nosso dia conectada a outros 20 conhecimentos.

a origem do Universo.

rgimento do Universo ocorreu há ma grande explosão, o Este Big boxe Bang. apresenta em o tentes estavam condensadas significado o, que fez a matéria expandir viodas palavras

Processo

Espectro de absorção da clorofila

Gilberto Alicio

55

Unidade 1

Citologia

uitos desses questionamentos, o o a Cosmologia, permitiu que os o Universo foi formado.

Água

2. Que contribuições o desenvolvimento da fusão termonuclear pode oferecer para a sociedade?

3. Como o corante pode auxiliar na observação de células no microscópio? 4. No caderno, faça um desenho representando as imagens observadas no microscó-

Forma da matéria

CH 3

D Estrutura molecular do colesterol, composta de 27 carbonos.

Embora a obesidade seja um fator de risco aos elevados níveis de LDL, pessoas com biotipo magro também podem apresentar níveis elevados desta lipoproteína no san gue. Dessa maneira, o controle da massa cor pórea, a ingestão de uma alimentação balanceada, a prática regular de atividades físicas e evitar fumar são atitudes que auxiliam o controle dos níveis de LDL e HDL no sangue.

matéria para acender uma lâmpada de 100 watts

A clorofila é capaz de absorver comprimentos de onda na faixa do azul/violeta e vermelho. Observe o gráfico a seguir.

• <http://tub.im/hg5k72>. Acesso em: 18 fev. 2016.

CH 2 CH CH 3

Os níveis de LDL e HDL no sangue podem ser controlados principalmente por meio de uma dieta adequada, com baixa ingestão de gorduras saturadas e de gorduras trans. As gorduras saturadas são encontradas principalmente em alimentos de origem animal, como leite, carnes, queijo, ovos, entre outros; e em alimentos industrializados, como margarina, bolachas e sorvetes. Diante disso, deve-se priorizar a ingestão de alimentos ricos em gorduras monoinsaturadas ou poli-insaturadas, como os óleos vegetais (de canola, de oliva, de girassol, entre outros) e os peixes.

A luz branca, ou luz visível, é uma radiação eletromagnéticaNa composta por diversos comprimentos tabela abaixo, é possível comparar a quantidade de energia extraída de determinada matéria para manter acesa, durante certo de onda que, quando geram as cotempo, uma lâmpada de 100decompostos, watts. Observe. res do arco-íris, mostra a imagem ao lado. Quantidade de como energia extraída de 1 kg de

Para pensar

CH 2

interferir no controle dos níveis de lipoproteínas no sangue, a ingestão excessiva de alimentos ricos em gorduras saturadas e do tipo trans eleva os níveis de LDL no sangue e, em alguns casos, reduz a concentração de HDL.

tenção de energia elétrica. Um dos maiores problemas no uso dessa tecnologia é que a quantidade de energia utilizada para fundir os núcleos de hidrogênio é quase igual à quantidade de energia produzida pela fusão. Atualmente, processos que demandam menor tempe­ ratura estão em desenvolvimento.

çõ

Com o conta-gotas, pingue uma gota de água sobre a película da lâmina I. Em seguida, cubra com a lamínula.

stra

Divida a película em duas partes. Coloque uma das partes da película sobre a lâmina I e a outra sobre a lâmina II.

Ilu

C

D

am

a Es

dio

Enumere as lâminas como I e II utilizando a fita adesiva e a caneta esferográfica.

CH 3

CH 2

MilanB/Shutterstock.com

Mãos à obra

B

CH

3

Fonte: MACIEL, Walter J. Formação dos elementos químicos. Revista USP, n. 62, jun. ­ ago. 2004. p. 66. Disponível em: <www.astro.iag.usp.br/~maciel/ teaching/artigos/elementos/elementos.html>. Acesso em: 18 fev. 2016.

A

CH 3

Por ser uma molécula insolúvel em água e outros fluidos corpóreos, o colesterol precisa se associar a proteínas transportadoras para que seja conduzido pela corrente sanguínea. Essa associação forma uma estrutura esférica chamada de lipoproteína, a qual viabiliza a distribuição do colesterol pelo corpo e auxilia na sua absorção pelas células.

H Pigmentos fotossintetizantes

75%

Unidade 2

O hidrogênio é chamado, por diversos pesquisadores, de “o com­ bustível das estrelas”. Isso porque as reações químicas que ocorrem com esse elemento no interior das estrelas são responsáveis pela emissão de energia na forma de luz e calor, fatores essenciais para a existência da vida como a conhecemos hoje.

Fernando Favoretto/Criar Imagem

He

24%

Colesterol

O colesterol é um lipídio encontrado apenas em animais, e é produzido principalmente no fígado. Ele está envolvido em vários processos do organismo, como na formação da membrana celular, de hormônios esteroides e de sais biliares.

Unidade 2

Biologia e Saúde

Segundo a teoria do Big Bang, no início do Universo, os primeiros átomos formados foram os dos elementos químicos hidrogênio (H) e hélio (He). Esses dois elementos são considerados os mais abundan­ tes no Universo.

1% Demais elementos químicos

Studio Caparroz

quatro partes

• 2 lâminas para microscopia • 2 lamínulas • conta-gotas • água

• pinça de metal • corante azul de metileno • fita adesiva • caneta esferográfica • papel toalha

O combustível das estrelas

Elementos químicos presentes no Universo

Somma Studio

Unidade 2

Materiais

• bulbos de cebola divididos em

Encontro com...

Física

Oficina de Biologia A microscopia óptica possibilita a observação de algumas estruturas não visíveis a olho nu e, para isso, muitas vezes faz uso de corantes específicos. Mas, de que maneira os corantes podem auxiliar na observação de estruturas celulares? Para responder a esta questão, realize a atividade a seguir.

representa 3/4 do conteúdo total de clorofilas.

Sherlock podia descobrir a altura de um homem pelo comprimento da passada deixada perto ou no local de um crime. Como? Ora, quanto maior o comprimento entre os passos, maior a altura. O peso do homem, ou se ele estava correndo ou andando, também podia ser medido pela profundidade da pegada deixada [...]

destacadas no texto.

Citologia

137

RUMJANEK, Franklin. Sherlock Holmes era um cientista? Ciência Hoje das Crianças. Rio de Janeiro: Instituto Ciência Hoje, ano 24, n. 226, ago. 2011. p. 3.

a, uma sequência de eventos que

a ) Por que, segundo o texto acima, é possível afirmar que Sherlock Holmes buscava explicações científicas na resolução de crimes? b ) Você classificaria o método científico adotado por Sherlock Holmes como dedutivo ou indutivo? Justifique.

11. (Enem)

Essa seção traz atividades diversificadas, com questões contextualizadas e desafiadoras que o ajudarão a organizar os conceitos estudados e relacioná-los a outras áreas do conhecimento. Além de trazer também questões de vestibulares e do Enem, você vai encontrar Texto II É o caráter radical do que se procura que exige a radicalização do próprio processo de atividades enriquecidas com diferentes busca. Se todo o espaço for ocupado pela dúvida, qualquer certeza que aparecer a partir daí terá sido de alguma forma gerada pela própria dúvida, e não recursos, será seguramentecomo nenhu- tirinhas, reportagens, ma daquelas que foram anteriormente varridas por essa mesma dúvida. pinturas, manchetes, fotografias e ailustrações, que visam facilitar A exposição e a análise do projeto cartesiano indicam que, para viabilizar reconstrução radical do conhecimento, deve-se seu aprendizado, tornando-o a ) retomar o método da tradição para edificar a ciência com legitimidade. mais prazeroso. b ) questionar de forma ampla e profunda as antigas ideias e concepções.

Atividades

Texto I Há já algum tempo eu me apercebi de que, desde meus primeiros anos, recebera muitas falsas opiniões como verdadeiras, e de que aquilo que depois eu fundei em princípios tão mal assegurados não podia ser senão mui duvidoso e incerto. Era necessário tentar seriamente, uma vez em minha vida, desfazer-me de todas as opiniões a que até então dera crédito, e começar tudo novamente a fim de estabelecer um saber firme e inabalável. DESCARTES, R. Meditações concernentes à primeira filosofia. São Paulo: Abril Cultural, 1973 (adaptado).

0 segundo

SILVA, F. L. Descartes: a metafísica da modernidade. São Paulo: Moderna, 2001 (adaptado).

1 segundo após o Big Bang

c ) investigar os conteúdos da consciência dos homens menos esclarecidos. d ) buscar uma via para eliminar da memória saberes antigos e ultrapassados. e ) encontrar ideias e pensamentos evidentes que dispensam ser questionados.

3 minutos após o Big Bang

Refletindo sobre o capítulo A Retome a resposta que você deu à questão d da página 12 e complemente-a, se necessário.

Ao fim de cada capítulo, a seção Refletindo sobre o capítulo apresenta Os antigos estudiosos acreditavam que os seres vivos se dividiam em animais, plantas e minerais. questões que retomam o conteúdo e o Retome o conteúdo das páginas 18 e 19 e explique por que os minerais não podem ser considerados seres vivos. ajudam a perceber como vai seu aprendizado. Além disso, traz questões para você refletir da vida 21 sobre alguns assuntosEstudo estudados e suas consequências em nossa sociedade.

B Todas as pesquisas em Biologia podem ser baseadas na lógica, como sugerido pelos antigos filósofos? Explique.

300 mil anos após o Big Bang

1 bilhão de anos após o Big Bang

C


Trocando ideias

Essa seção aparece no final de alguns capítulos e é composta de textos que abordam temáticas de relevância científica, social, histórica ou cultural fundamentais ao exercício da cidadania. Além de textos, você encontrará diferentes recursos, como cartazes, fotografias e ilustrações, e questionamentos que oportunizam a argumentação e o olhar crítico sobre a ciência.

Explorando o tema

Você encontrará essa seção no final de cada unidade, com textos informativos relacionados a temas atuais, em conjunto com diversos recursos, como ilustrações, fotografias, infográficos, entre outros. As questões o ajudarão a interpretar o texto, levantar pontos de discussão e trocar ideias com seus colegas. Além de ampliar seus conhecimentos sobre Biologia, você também vai investigar sua presença e influência em nosso cotidiano e na sociedade.

Ampliando seus conhecimentos

Editora Zahar

• Eu

Não Sou Assim! Como Encarar as Mudanças do Corpo na Adolescência, de Véronique Le Jeune e Philippe Eliakim. São Paulo: Ática, 2010.

• Eu

sou Malala: a história da garota que defendeu o direito à educação e foi baleada pelo Talibã, de Yousafzai Malala. São Paulo: Cia das Letras, 2013. Esse livro mostra a história de uma família exilada pelo terrorismo islâmico do Talibã que luta pelo direito à educação feminina e pela diminuição dos obstáculos à valorização da mulher em uma sociedade em que os homens detêm o poder. Malala, uma garota comum de 16 anos, influenciada pelo pai revolucionário, recusou-se a permanecer em silêncio e, em 2012, foi baleada na cabeça quando voltava da escola. A partir desse incidente, Malala passou a contar sua história ao mundo, o que a levou a conquistar o Prêmio Nobel da Paz.

• Iniciação à Astronomia, de Romildo Povoa Faria. São Paulo: Ática, 2009.

O ABCD da Astronomia e Astrofísica, de Jorge Ernesto Horvath. 2. Ed. São Paulo: Livraria da Física, 2008.

• O Corpo das Garotas, de Jairo Bouer. São Paulo: Panda Books, 2004. • O Corpo dos Garotos, de Jairo Bouer. São Paulo: Panda Books, 2006. • O que esta acontecendo aí embaixo? Respostas às perguntas

que os meninos acham difícil fazer, de Karen Gravelle e Nick e Chava Castro. São Paulo: Cia Das Letras, 2005.

• Origem e história da vida, de Fernando Gewandsznajder e Ulisses Capozzoli. São Paulo: Ática, 2005.

• Por que choramos quando cortamos cebola?, de Teresa Firmino e Filomena Nave. 1. Ed. Lisboa: A Esfera dos Livros, 2012.

• Primeira Vez, de Jairo Bouer. São Paulo: Panda Books, 2006. • Sexo,

sexualidade e doenças sexualmente transmissíveis, de Ruth de Gouvêa Duarte. 2. ed. São Paulo: Moderna, 2005.

278

• Vamos falar de sexualidade? São Paulo: Ciranda Cultural, 2009. Para assistir

• A Cura. Direção de Peter Horton, 1995. Cinematográfica Gipsy Ltda., Estados Unidos. (110 min.)

O filme retrata a amizade entre dois garotos, sendo um deles HIV positivo, vírus contraído por meio de uma transfusão de sangue. Com o anúncio da descoberta de uma suposta cura, os meninos partem em uma aventura em busca do médico responsável. Essa história mostra a como os amigos superaram os preconceitos, além de discutir a importância do respeito e do conhecimento científico sobre essa síndrome.

• Apollo 13. Direção de Ron Howand, 1995. Universal Pictures Brasil, Estados Unidos. (140 min.)

Nesse filme é possível acompanhar o que ocorreu durante a Missão Apollo 13, no ano de 1970, quando um acidente causado por uma explosão no módulo de serviço deixou todos em estado de alerta. Os astronautas que sobrevoavam o espaço aéreo terrestre corriam o risco de ficar sem gás oxigênio, energia e comunicação. Esse enredo permite conhecer parte da história da corrida espacial e como o ser humano estuda o Universo.

• Filadelfia. Direção de Jonathan Demme, 1993. Columbia Tristar Home Vídeo do Brasil Ltda., Estados Unidos. (126 min.)

Um promissor advogado, portador do vírus HIV e homossexual, é demitido de um tradicional escritório por preconceito, após seus sócios descobrirem sua condição. Em busca de justiça, ele contrata os serviços de um advogado negro, homofóbico e preconceituoso, que sofre racismo e reluta em defendê-lo. Diante das adversidades, ambos encaram seus medos e preconceitos buscando justiça. Nesse filme são evidentes as situações de preconceito, discriminação e desinformação quanto à AIDS.

• Hubble 3D. Direção de Toni Myers, 2009. Canadá. (43 min.)

Este documentário apresenta a missão da tripulação do ônibus espacial Atlantis que reparou e melhorou o Telescópio Espacial Hubble, o primeiro telescópio óptico do mundo a orbitar o planeta Terra. Além das imagens provenientes das duas décadas de atividades do telescópio, são mostradas fotografias que remetem a uma viagem na linha do tempo do Universo. Essas imagens permitem imaginar como ele teria se originado, tal como prevê a teoria do Big Bang.

Filme de Ron Howard. Apollo 13: do desastre ao triunfo. EUA. 1995

Por meio de relatos minuciosos e contextualizados, esse livro retrata 500 anos de luta e conquista dos direitos das mulheres, resgatando histórias de talento, pioneirismo e reconhecimento público. Além disso, mostra que, em todas as épocas, a despeito do preconceito e das imposições culturais, a mulher sempre teve voz ativa, mostrando sua força e inteligência.

a hora é agora? O que você precisa saber para tomar essa decisão, de Fernanda Wendel. São Paulo: Ática, 2007.

Vasconcellos. São Paulo: Martins Fontes, 2002.

Esse ícone indica que você deve responder à questão oralmente. Esse ícone indica que você deve responder à questão no caderno. Esse ícone indica que as cores das ilustrações não correspondem às reais.

Filme de Jonathan Demme. Filadélfia. EUA. 1993

Mulheres do Brasil, de Schuma Schumaher e Érico Vital Brazil (Org.). Rio de Janeiro: Jorge Zahar, 2000.

Ampliando seus conhecimentos

• Sexualidade - um guia de viagem para adolescentes, de Cristina

Janeiro: Jorge Zahar, 2001.

Filme de Peter Horton. A cura. EUA. 1995

• Sexo:

• Dicionário

Esse ícone indica que as imagens apresentadas na página não possuem proporção de tamanho entre si.

Filme de Toni Myers. Hubble 3D. Canadá. 2009

Editora Companhia das Letras

Para ler

• Crick, Watson e o DNA em 90 minutos. Paul Strathern. Rio de

Esse ícone indica algumas dicas para facilitar as atividades práticas.

279

A seção Ampliando seus conhecimentos, presente no final do livro, traz sugestões de leitura para que você possa se aprofundar nos assuntos abordados no volume. Além disso, também são sugeridos filmes que abordam temáticas de Biologia em diferentes contextos. Tanto a literatura quanto o cinema podem contribuir para que sua aprendizagem de Biologia se torne mais prazerosa e dinâmica.

!

Esse ícone indica os cuidados necessários na realização das atividades práticas, a fim de evitar acidentes. Esse ícone indica sugestões de sites nos quais você pode encontrar diferentes recursos e ampliar os conteúdos abordados no capítulo.


unidade

Sumário Estudo da vida

.........................................................................................................................................

Capítulo 1

10

Capítulo 2

Uma ciência chamada Biologia . . . . . . . 12

Origem da vida . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24

O que a Biologia estuda . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13

A origem do Universo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25

Algumas áreas da Biologia. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14

A teoria do Big Bang . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25

Como estudar Biologia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15

A estrutura do Universo. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26

Métodos científicos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15

Encontro com... Física . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28

Oficina de Biologia. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17

• O combustível das estrelas

Características dos seres vivos . . . . . . . . . . . . . . . 18

A formação da Terra. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29

Atividades . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20

A origem da vida na Terra . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30

Trocando ideias . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22

• A relação entre o

cientista e a sociedade

A teoria da geração espontânea . . . . . . . . . . . . . . . 30 O longo embate entre Needham e Spallanzani . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31 O experimento de Pasteur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32 A teoria de Oparin e Haldane . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32 Miller e Urey . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33 Panspermia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34

As primeiras células . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34 Teoria da endossimbiose. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35

Teoria heterotrófica e teoria autotrófica. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36 Cordelia Molloy/ SPL/Latinstock

Atividades . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39

Explorando o tema . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42

unidade

Astrobiologia

Citologia

.............................................................................................................................................................

Capítulo 3

Introdução ao estudo das células . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46 O microscópio e o estudo das células . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47 Teoria celular . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47 Primeiras características observadas nas células . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48

Os microscópios e a observação das células . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48

44

Atividades . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56 Capítulo 4

Química das células. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58 Substâncias inorgânicas e orgânicas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59 Água . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59 Sais minerais. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62 Carboidratos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63

Tipos de microscópio. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49

Lipídios . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64

Preparo das células para análise microscópica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51

Proteínas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66

Encontro com... Matemática . . . . . . . . . . . . . . 52

Ácidos nucleicos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 74

• Escalas microscópicas

Tipos celulares . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54

Oficina de Biologia. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55

Vitaminas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72

Atividades . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76 Trocando ideias . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 80

• Pirâmide alimentar


Atividades . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 126

Capítulo 5

Estrutura da célula: membrana plasmática . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82 Estrutura da membrana plasmática . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 83 Propriedades da membrana plasmática . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 84 Difusão simples . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 84

Oficina de Biologia. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 87 Difusão facilitada. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 88 Transporte ativo: bomba de sódio-potássio . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 88 Transporte por meio de vesículas. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 89

Junções intercelulares . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 90 Estruturas externas à membrana plasmática . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 91 Parede celular. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 91 Glicocálice . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 91

Atividades . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 92 Trocando ideias . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 96

• Osmose reversa e crise hídrica

Trocando ideias . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 130

• Câncer

Capítulo 8

Processos energéticos das células . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 132 Energia, metabolismo e vida . . . . . . . . . . . . . . . . . . 133 Moléculas envolvidas nos processos energéticos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 134 ATP . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 134 NAD, NADP e FAD . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 135

Encontro com... Química. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 135

• Reações e equações químicas

Fotossíntese . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 136 Pigmentos fotossintetizantes . . . . . . . . . . . . . . . . . 137

Encontro com... Física . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 138

• Luz e comprimento de onda

Etapas da fotossíntese . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 138

Oficina de Biologia. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 140 Quimiossíntese . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 141 Respiração celular. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 142 Etapas da respiração celular. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 143

Capítulo 6

Balanço energético da respiração celular . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 145

Estrutura da célula: citoplasma . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 98

Fermentação . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 145

Estrutura do citoplasma . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 99

Encontro com... Matemática . . . . . . . . . . . 146

Citoesqueleto. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 99 Organelas. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 101 Ações celulares integradas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 108

Atividades . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 109 Capítulo 7

• A relação entre respiração e fotossíntese nas plantas

Atividades . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 147

Explorando o tema . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 150 Clonagem

Estrutura da célula: núcleo. . . . . . . . . . . . . . 112 Núcleo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 113 Tipos de cromossomos. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 115

Oficina de Biologia. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 116 Divisão celular . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 117 Intérfase . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 117 Mitose . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 118 Meiose . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 121

Encontro com... Matemática . . . . . . . . . . . . . . . . . 125

• A meiose favorece

A7 Estudio

a evolução das espécies


unidade

Histologia animal

...........................................................................................................................

152

Capítulo 9

Tecido epitelial e tecido muscular . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 154 Tecidos. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 155 Tecido epitelial. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 155 Tecido muscular . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 158

Atividades . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 164 Trocando ideias . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 168

• O uso de esteroides anabolizantes

Tecido conjuntivo e tecido nervoso . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 170 Tecido conjuntivo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 171 Tecido conjuntivo frouxo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 172

unidade

Paul Rapson/SPL/Latisntock

Tecido conjuntivo denso . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 173 Tecido conjuntivo adiposo. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 175 Tecido conjuntivo cartilaginoso . . . . . . . . . . . . . . . 176 Tecido conjuntivo ósseo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 178

tock .c

Impulso nervoso . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 186

Atividades . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 187

u tters

Tecido nervoso . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 184

h Te fi/ S

Capítulo 10

om

e suas consequências

Trocando ideias . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 190

• A anorexia e

suas consequências

Explorando o tema . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 192 Doação de sangue

Tecido sanguíneo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 180

Reprodução e Embriologia Capítulo 11

Reprodução dos seres vivos . . . . . . . . . . 196 Reprodução assexuada . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 197 Reprodução sexuada. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 199

.........................................................................................

194

Fecundação e desenvolvimento. . . . . . . . . . 200 Fecundação externa . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 200 Fecundação interna . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 200 Tipos de desenvolvimento de vertebrados . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 202 Cuidado parental . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 204

Atividades . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 207 Capítulo 12

Reprodução humana . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 210 wavebreakmedia/ Shutterstock.com

Sistemas genitais. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 211 Sistema genital masculino. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 211 Sistema genital feminino. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 214


Hormônios sexuais . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 219

Anexos embrionários . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 257

Ciclo menstrual . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 220

Fecundação . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 222

Desenvolvimento embrionário humano . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 258

Atividades . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 224

Gestação . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 260

Trocando ideias . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 228

• Sexualidade e respeito

Capítulo 13

Métodos contraceptivos . . . . . . . . . . . . . . . . . . 232 Métodos contraceptivos naturais . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 233 Tabela. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 233 Temperatura basal . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 233

Gêmeos. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 262 Nascimento . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 264

Atividades . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 270 Trocando ideias . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 274

• Gravidez na adolescência

Explorando o tema . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 276 Planejamento familiar: mudanças na população brasileira

Coito interrompido . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 234 Muco cervical . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 234

Métodos contraceptivos de barreira . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 235 Preservativo masculino . . . . . . . . 235 Preservativo feminino . . . . . . . . . . . 236 Diafragma . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 236

Métodos contraceptivos hormonais. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 238 Pílula anticoncepcional . . . . . . . 238 Outros métodos contraceptivos hormonais . . . . . 239

DIU . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 239 Métodos contraceptivos definitivos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 241

Atividades . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 244 Trocando ideias . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 246

• Filhos do HIV

Desenvolvimento embrionário . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 248 Fases do desenvolvimento embrionário . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 249

Markus Mainka/ Shutterstock.com

Capítulo 14

Tipos de segmentação . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 250 Resultados da segmentação . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 251

Ampliando seus conhecimentos. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 278 Espaços não formais de ensino-aprendizagem . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 282 Bibliografia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 286 Lista de siglas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 288


unidade JacarĂŠ-de-papo-amarelo eclodindo do ovo.

Ser vivo adulto JacarĂŠ-de-papo-amarelo: pode atingir cerca de 2,5 m de comprimento.

10

Estudo da vida


Fabio Colombini

Durante séculos, vários pensadores se questionaram sobre o conceito da vida. Tam­ bém refletiram sobre as suas fases e o que di­ ferencia os seres vivos dos elementos não vivos. Muitos desses questionamentos só puderam ser respondidos com o avanço da Biologia, a ciência que estuda a vida. Nesta unidade, você terá a oportunidade de es­ tudar o que caracteriza a vida, como ela se origi­ nou em nosso planeta, e também estudará a Bio­ logia e as características dessa ciência.

11


capítulo

Richard Bizley/SPL/Latinstock

Representação de dinossauros do período Cretáceo, entre 85 e 65 milhões de anos atrás.

*Destaque para os alunos que algumas evidências evolutivas indicam que as aves evoluíram a partir dos dinossauros. Mais informações sobre esse assunto serão abordadas no volume de 2o ano desta coleção. C ) São necessários conhecimentos de diversas áreas, como de Biologia, Paleontologia, Geologia, entre outras.

Uma ciência chamada Biologia A existência de dinossauros no passado é um fato que sempre despertou o fascínio das pessoas. Esses animais viveram, aproximadamente, entre 230 e 60 milhões de anos atrás e eram a forma de vida dominante na Terra. Acredita­se que sua extinção tenha ocorrido por causa de uma série de fatores, mas o principal deles é que teria sido causada pelo impacto de um meteorito que caiu onde atualmente corresponde ao território do México. Evidências sugerem que esses animais habitavam grande parte do planeta, inclusi­ ve a atual América do Sul. No Brasil, por exemplo, já foram identificados fósseis de cerca de 20 espécies de dinossauros. A

Para você, como é possível aos cientistas construírem o conhecimento sobre os dinossauros se esses animais não existem mais?* Resposta pessoal. Por meio de

B

Como você acha que os pesquisadores reconstituem o corpo dos dinossauros e os ambientes com detalhes das plantas e rochas da época, como mostrado na Resposta pessoal. Ao estudar e analisar os fósseis e outros vestígios do imagem acima? passado, os pesquisadores coletam evidências de como era a anatomia

diversas evidências, entre elas, os fósseis, que são vestígios de seres vivos.

E ) Resposta pessoal. Espera­se que os alunos percebam que, apesar da diferença desses seres vivos, reconstituindo sua estrutura, bem como o ambiente em que viviam. de tamanho, alguns C Que conhecimentos são necessários para realizar esse tipo de pesquisa? répteis atuais apresentam D Qual é a importância de se conhecer como eram os seres vivos e o ambiente no características semelhantes aos passado? Esse conhecimento torna possível compreender a história evolutiva das espécies, estudar sua estrutura e descobrir o que aconteceu após a origem da vida na Terra. dinossauros, e também concluam que E Você observa semelhanças entre os dinossauros e os animais atuais? E entre as as plantas são plantas que colonizavam a Terra naquela época e as plantas atuais? estruturalmente semelhantes às da ** Resposta pessoal. atualidade. F Explique com suas palavras o que é vida. **Estimule os alunos a exporem suas concepções sobre o que consideram ser “vida”. É importante que explicitem suas e opiniões. Neste momento, não se espera que apresentem uma resposta relacionada a conceitos biológicos, 12 ideias busca­se apenas estimular a troca de ideias.


Unidade 1

O que a Biologia estuda No passado, a Ciência era estudada de maneira ampla, isto é, um estudioso reunia conhecimentos de Matemática, Física, Química e Biologia. Com o passar do tempo, devido às características de cada uma, essas áreas foram separadas e passaram a ser estudadas de acordo com suas especificidades. Para entender um pouco do que a Biologia estuda, considere um organismo (a capivara) e observe o esquema a seguir.

O corpo da capivara é composto de órgãos, tecidos e células. Fotomontagem formada pelas imagens Anan Kaewkhammul/Shutterstock.com e Studio Caparroz

Essas células contêm moléculas, que são formadas por átomos.

Esse organismo faz parte de um grupo de indivíduos da mesma espécie.

Esses seres vivos mais os elementos não vivos compõem a biosfera, que é a parte da Terra que contém vida.

No ambiente em que essa espécie vive há outros indivíduos de espécies diferentes.

Esse esquema mostra alguns elementos estudados pela Biologia. Essa ciência estuda a vida na Terra em todos os níveis de organização − os átomos, as moléculas, as reações químicas, as células, os tecidos, os órgãos, os sistemas, os organismos, as populações, as comunidades, os ecossistemas e os biomas. Em poucas palavras, definimos Biologia como a ciência que se dedica ao estudo dos seres vivos, das unidades que os compõem, das relações que estabelecem entre si e com o meio em que vivem e de sua história evolutiva. Estudo da vida

g18_ftd_lt_1nob_u1_c1_010a023.indd 13

13

31/5/16 9:12 AM


Algumas áreas da Biologia O complexo estudo da vida é explorado por diferentes áreas da Biologia. Veja algu­ mas delas.

Bióloga realizando extração de DNA de cana-de-açúcar para realizar estudo genético.

Biólogo medindo o diâmetro de uma flor de raflésia.

A Oceanografia biológica tem como objetivo estudar a fauna e a flora marítimas.

Bióloga medindo as proporções de suricatos.

Images

Bem Sadd/FLPA/Diomedia

A Zoologia abrange o estudo dos animais, sua anatomia, fisiologia, classificação, evolução e sua contribuição para a ecologia.

Stories/Alamy Stock Photo/Latinstock

Resposta pessoal.

Delfim Martins/Pulsar

1. Você se interessa por alguma das áreas da Biologia? Qual? Por que essa área chama sua atenção?

Frans Lanting/Corbis/Latinstock

A Botânica estuda as plantas, sua estrutura, organização, reprodução, classificação, distribuição geográfica e importância ecológica.

A Genética é o estudo da hereditariedade, que envolve a transmissão de características entre os seres vivos.

Pesquisador observando a presença de invertebrados no mar.

Biosphoto/Minden Pictures/Gerry Ellis/AFP Photo

A Etologia estuda o comportamento dos animais. Thierry Berrod, Mona Lisa Production/ SPL/Latinstock

A Microbiologia estuda os microrganismos.

Pesquisador observando culturas de bactérias fixadoras de nitrogênio.

2. Possíveis respostas: no saneamento básico, na higiene, na saúde, entre outras. 2. Cite outra situação em que o conhecimento biológico está presente em seu dia a dia.

14

Pesquisadores observando o comportamento de um chimpanzé em seu hábitat.

No último século, a evolução dos estudos biológicos proporcionou diversas desco­ bertas científicas, e os benefícios dessas pesquisas podem ser encontrados na medi­ cina, na agricultura, nos trabalhos de conservação ambiental, entre outras. Essa influência também pode ser percebida no dia a dia das pessoas. Por exemplo, você já leu o rótulo de um alimento para identificar se ele contém substâncias que podem beneficiar ou prejudicar sua saúde? Já ouviu informações acerca dos cuidados necessários com o descarte de resíduos? Já leu notícias sobre o aumento ou a redu­ ção da produção de alimentos? Essas informações estão relacionadas ao cotidiano das pessoas e são resultantes dos trabalhos científicos na área biológica.


Os estudos biológicos se originaram na Grécia antiga e eram divididos entre a medicina e a história natural. Naquela época, Hipócrates (460 a.C.-370 a.C.) destacava-se nos estudos médicos e Aristóteles (384 a.C.-322 a.C.) estudava os animais, sua classificação e se questionava sobre como teriam evoluído. No entanto, durante a Idade Média, a medicina e a história natural acabaram se separando. Com essa divisão, a primeira permitiu o desenvolvimento da Anatomia e da Fisiologia; e a segunda levou ao desenvolvimento da Botânica e da Zoologia. Com o passar do tempo, os estudos biológicos se concentraram nas variadas formas de vida e na sua interação com o mundo natural, e receberam o nome de Biologia, a ciência da vida. No entanto, ela só passou a ser considerada como uma das ciências modernas na metade do século XIX. Nesse período, destacaram-se nomes como os alemães Theodor Schwann (1810-1882) e Matthias Schleiden (1804-1881), que descreveram a teoria celular; os britânicos Alfred Wallace (1823-1913) e Charles Darwin (1809-1882) com a teoria evolutiva; Gregor Mendel (18221884) com suas descobertas sobre a transmissão genética; e o russo Karl von Baer (1792-1876) com o estudo dos embriões.

Escultura de mármore. Palazzo Altemps, Museu Nacional Romano, Roma (Itália). Foto: DeAgostini/ Getty Images

O ser humano sempre buscou explicações para os fenômenos ao seu redor e também formas de explicar a existência e a diversidade de vida na Terra. Muitas dessas explicações baseavam-se em crenças sobrenaturais. Porém, com o desenvolvimento da ciência, os estudiosos passaram a buscar explicações racionais para os fenômenos naturais.

Unidade 1

Como estudar Biologia

Busto de Aristóteles. Ele foi o primeiro filósofo a buscar explicações racionais para os fenômenos naturais.

Estudar essa ciência requer o conhecimento de outras áreas, como a Paleontologia, a Geologia, a Astronomia, a Química, a Filosofia, a História e a Geografia, pois ela não se limita apenas ao estudo da vida, mas de tudo o que a rodeia.

Métodos científicos Uma das formas de estudar Biologia é por meio de um método científico. A ciência está em constante desenvolvimento, sendo, portanto, um conjunto de saberes inacabado. Apesar de se basear em fatos e evidências, ela não é imutável. Da mesma maneira, há diferentes métodos científicos que seguem determinados procedimentos de investigação. Aristóteles, por exemplo, empregava o método indutivo-dedutivo. Veja em que se baseava esse método. Indução

OBSERVAÇÃO

EXPLICAÇÃO

Dedução

As ideias e os pensamentos dos antigos filósofos gregos prevaleceram por alguns séculos até que, por volta do século V na Europa, houve a expansão do Cristianismo, o que influenciou a visão de conhecimento científico durante séculos. No século XIII, surgiram as primeiras universidades na Europa, o que levou a mudanças na forma de pensar o conhecimento científico. Essas mudanças se intensificaram e tiveram seu auge no século XVI. Vários filósofos se destacaram a partir desse período e suas contribuições modificaram o pensamento do método científico descrito por Aristóteles. Estudo da vida

g18_ftd_lt_1nob_u1_c1_010a023.indd 15

15

31/5/16 9:16 AM


O filósofo inglês Francis Bacon (1561-1626), por sua vez, defendia um método indu­ tivo que explorasse mais o modo experimental, no qual o estudioso atuaria como in­ vestigador partindo de fatos concretos. Veja a seguir. Partir de fatos concretos

Realizar experimentos

Ordenar os dados coletados

Fazer generalizações a partir dos resultados obtidos

Um dos métodos que se tornou mais conhecido é o método cartesiano, cujo nome faz referência ao filósofo francês René Descartes (1596-1650). Para Descartes, havia apenas um método válido para todas as ciências, o qual se basearia na lógica e na dedução. Veja em que consistia esse método. Formular questões sobre o fenômeno

Coletar evidências

Formular hipótese

Deduzir consequências

Generalização

Aceitar hipótese

Realizar experimentos para verificar a hipótese

Modificar hipótese

Assim como Bacon, o italiano Galileu Galilei (1564-1642) acreditava na importância experimental aliada à Matemática. Veja algumas etapas do método de Galileu. Fazer questionamentos Veja mais informações sobre o assunto nas Orientações para o professor.

Realizar experimentos

Coletar dados

Analisar quantitativamente o fenômeno

Formular leis

Atualmente, não há um método único que seja válido para todas as ciências, pois elas buscam respostas para seus questionamentos em vez de certezas ou verdades. Portan­ to, um único método não teria condições de responder a todos os questionamentos. Na Biologia, os estudos iniciam-se pela escolha de um problema para ser analisado, sobre o qual pode-se ou não levantar hipóteses. Após a análise de estudos anteriores do tema, é preciso rever o que já foi descoberto e avaliar as condições em que esses estu­ dos foram realizados. Em seguida, inicia-se a observação, a descrição e o registro (em texto, áudio ou vídeo) dos dados. O passo seguinte é a análise dos dados, que pode confirmar ou refutar a hipótese inicial e ajudar a responder o problema inicial. É importante ressaltar que a Biologia trabalha com conceitos para formar suas teo­ rias e não necessariamente com leis ou lógica, como ocorre nas outras ciências natu­ rais (Física e Química), visto que o estudo dos seres vivos não é algo exato como nessas outras ciências. Vejamos o exemplo do naturalista inglês Charles Darwin (1809-1882). Até o século XIX, os filósofos acreditavam que as espécies eram imutáveis e que uma característica adquirida por um ser vivo era transmitida para a geração seguinte. Darwin modificou os conceitos evolutivos ao elaborar a teoria da Seleção Natural. Ele observou, descre­ veu e analisou evidências de animais viventes e extintos, modificando o pensamento até então vigente pela própria comunidade científica. Mostrou que as espécies se modificam ao longo do tempo, o que foi comprovado pelo estudo de fósseis e de ou­ tras evidências históricas. O exemplo da teoria proposta por Darwin é mais um que atesta o caráter dinâmico da Ciência, que está em constante construção e, portanto, é inacabada.

16


Unidade 1

Oficina de Biologia Vimos que uma investigação científica pode se iniciar com questionamentos sobre um determinado fenômeno. Veja as questões a seguir.

• As plantas dependem da luz solar para sobreviver? • Como isso pode ser comprovado?

Com base nesses questionamentos, é possível formular algumas hipóteses. Veja.

• Hipótese 1: Na ausência de luz solar, as plantas não sobrevivem. • Hipótese 2: Na ausência de luz solar, as plantas sobrevivem.

Para verificar qual dessas hipóteses é verdadeira, podemos realizar a seguinte atividade prática. Siga o roteiro.

Materiais

•3

• tesoura

• 2 caixas de sapatos vazias (maior

• caneta • papel

vasos com plantas de mesma espécie e de pequeno porte do que as plantas)

com pontas arredondadas

!

Cuidado ao manipular a tesoura para evitar possíveis ferimentos.

Mãos à obra A

Com a caneta e o papel, nomeie os vasos com as letras A, B e C.

B

Com a tesoura, faça um orifício em uma das laterais de uma das caixas de sapatos. Posicione essa caixa verticalmente, com o orifício voltado para cima. Coloque o vaso B no interior dessa caixa.

C

Posicione a outra caixa verticalmente ao lado da primeira e coloque o vaso C dentro dela.

D

Coloque o vaso A em um local que receba incidência de luz solar em grande parte do dia. Ao seu lado, posicione as caixas com os vasos B e C.

E

Regue as plantas diariamente.

F

Registre no caderno as modificações nas três plantas durante um período de 14 dias.

Ilustrações: Somma Studio

Veja as respostas das questões desta seção nas Orientações para o professor.

Para pensar 1. Qual das plantas teve melhor desenvolvimento? E qual delas teve maior prejuízo no seu desenvolvimento?

2. Como você explicaria esses resultados? 3. Qual das hipóteses foi confirmada com base na realização da atividade?

4. Por que a outra hipótese foi rejeitada? 5. O método científico utilizado foi experimental? Explique. Estudo da vida

g18_ftd_lt_1nob_u1_c1_010a023.indd 17

17

31/5/16 9:21 AM


Características dos seres vivos

3. Que carac terís ticas diferem um ser vivo de um elemento não vivo? Os seres vivos nascem, crescem, podem se reproduzir e morrem. Os elementos não vivos não passam por essas etapas.

Vimos que a Biologia é o estudo da vida. Mas o que é vida? Definir esse termo é muito difícil, pois ele apresenta significados diferentes para as religiões, a Filosofia e a ciência. Geralmente, quando pensamos em vida, logo relacionamos o viver em oposição à morte. Mas, em Biologia, a vida é estudada como algo oposto aos elementos mais informações sobre algumas definições de vida nas Orientações inanimados. *Veja para o professor. Há várias características que diferenciam os seres vivos dos elementos inanimados, como a composição química, a organização celular, o metabolismo, o crescimento, a reprodução, a habilidade de responder a estímulos, a hereditariedade e a capacidade de adaptação e evolução. Veja mais detalhes a seguir. * A composição química dos seres vivos é semelhante. Eles são compostos basicamente dos átomos dos elementos químicos de carbono (C), hidrogênio (H), oxigênio (O), nitrogênio (N), fósforo (P) e enxofre (S).

nF c o r eun m / d/ O t Na he tu r I m r ep ag l . es

im Sto age B ck Ph ROK oto ER /L /Al ati a ns my toc k

Outra característica dos seres vivos é que apresentam um ciclo de vida que se divide em nascimento, crescimento, reprodução e morte. Tartaruga mediterrânea em decomposição.

ld W Zie ond g l e er s r/O of t h Eur er Im op e / ag es

Ser vivo adulto

Tartarugas mediterrâneas se acasalando.

Wi

P. W

Nascimento de tartaruga mediterrânea.

eim BS ann IP/ /A Ke R C y s O/ ton e

Jur

ge

Tartaruga mediterrânea adulta.

Tartaruga mediterrânea: pode atingir de 12 cm a 23 cm de comprimento.

Os seres vivos também apresentam metabolismo e organização celular. As células são as unidades básicas que constituem os seres vivos. Para sobreviver, elas realizam reações químicas. O conjunto dessas reações químicas compõe o metabolismo dos seres vivos. Veja. Cordelia Molloy/ SPL/Latinstock

Ilustração produzida com base em: CAMPBELL, N. A. et al. Biology. 8. ed. San Francisco: Pearson Benjamin Cummings, 2009. p. 101.

A7

Es

t ud

io

Célula vegetal. Para obter energia, as plantas realizam a fotossíntese, em que a energia proveniente da luz solar é transformada em energia para as próprias células vegetais.

18

g18_ftd_lt_1nob_u1_c1_010a023.indd 18

31/5/16 9:30 AM


íris pupila

BSIP/Chassenet/SPL/Latinstock

BSIP/Chassenet/SPL/Latinstock

íris pupila

Ser vivo adulto Cachorro: pode atingir de 18 cm a 86 cm de altura. Elefante africano: pode atingir de 3 m a 5 m de comprimento. Samambaia: a medida varia de acordo com a espécie.

Ambiente pouco iluminado.

PHB.cz (Richard Semik)/ Shutterstock.com

Ambiente iluminado.

Unidade 1

Os seres vivos são capazes de responder a estímulos. A íris humana, por exemplo, tem a capacidade de alterar sua abertura para regular a quantidade de luz que penetra na pupila. Em um ambiente iluminado, ela aumenta (sua musculatura relaxa) impedindo que grande quantidade de luz atinja a retina. Em um ambiente pouco iluminado, ela reduz (sua musculatura contrai) e mais luz atinge a retina, tornando possível enxergar com mais nitidez. Veja a seguir.

Os seres vivos também têm a capacidade de se reproduzir, isto é, de gerar descendentes. Cadela amamentando filhotes.

India Picture/ Shutterstock.com

Outra característica dos seres vivos é a hereditariedade, por meio da qual o material genético é transmitido de uma geração a outra.

Por meio da hereditariedade as informações genéticas são transmitidas de uma geração a outra. Note as semelhanças das crianças com seus pais.

fotovapl/Shutterstock.com

Steve Gschmeissner/SPL/Latinstock

Bactérias Staphylococcus aureus (aumento aproximado de 3 000 vezes).

EcoPrint/Shutterstock.com

Os seres vivos também são capazes de evoluir. As atividades deles são controladas pelo material genético, sendo assim, suas características são resultado da história evolutiva das espécies e estão relacionadas à informação genética acumulada em milhões de anos. Isso possibilita haver uma continuidade entre os primeiros seres vivos e os atuais, das formas de vida mais simples (como as bactérias) às mais complexas (plantas e animais, por exemplo).

Samambaias.

Elefante africano.

Estudo da vida

g18_ftd_lt_1nob_u1_c1_010a023.indd 19

19

2/6/16 4:31 PM


Atividades

Responda as atividades no caderno.

Veja as respostas das questões desta seção nas Orientações para o professor.

1. O que a Biologia estuda? 2. Que conhecimentos são necessários para estudar Biologia? 3. Cite duas influências dos estudos biológicos essenciais em seu dia a dia. 4. Como os gregos dividiam os estudos biológicos no passado? 5. De que forma as pessoas buscavam explicações para os fenômenos antes do advento da ciência?

6. Por que não é possível adotar um único método científico para realizar pesquisas em Biologia? 7. Cite duas características que permitem classificar um ser vivo. 8. Leia o trecho do texto a seguir. Em 1847, [Ignaz Philipp] Semmelweis [(1818-1865)], então com 29 anos, começou a trabalhar na maternidade do Hospital Geral de Viena. [...] A instituição era o principal hospital da cidade, mas todo ano centenas de mulheres que ali se internavam para dar à luz desenvolviam um quadro fatal, a febre puerperal, que se manifestava com inchaço no abdômen, múltiplos abcessos e febre, seguidos de morte. Ninguém sabia a causa da doença nem como curá-la. Mas havia algumas pistas. No hospital, havia duas unidades − uma dirigida por parteiras, outra por médicos. As mulheres [...] encaminhadas à unidade dos médicos, onde Semmelweis trabalhava, tinham nove vezes mais chance de morrer de febre puerperal que as da unidade das parteiras. Semmelweis ficou obcecado em solucionar o mistérios [...]. Ele e seus colegas chegavam a dissecar as mães mortas [...]. [...] Enquanto estava de férias, um de seus colegas do necrotério sofreu um corte no dedo e morreu do que parecia ser febre puerperal. Semmelweis ficou arrasado, mas aquilo

o levou a pensar que talvez a faca tivesse causado a morte do colega. Considerou também a possibilidade de que ele e outros médicos, ao sair do necrotério, levassem em suas mãos algo que pudesse causar a morte das mulheres, e começou a fiscalizar as enfermarias, insistindo fanaticamente que os colegas lavassem as mãos com sabão carbólico. As taxas de mortalidade nas enfermarias caíram para um nível dez vezes menor. Mas os médicos não acreditaram que a redução se devesse à lavagem das mãos, e Semmelweis foi demitido. [...] [...] o fim da história tem um toque de tragédia: quando Semmelweis morreu, outros já haviam encontrado a peça que faltava para completar o quebra-cabeça de por que as mãos sujas podiam matar. Na França, Louis Pasteur [(1822-1895)] provara que os [microrganismos] causavam decomposição; bastava um pequeno passo para se perceber que os microrganismos também produziam doenças. MOSLEY, Michael; LYNCH, John. Uma história da ciência: experiência, poder e paixão. Rio de Janeiro: Zahar, 2011. p. 212-3.

a ) Qual era a hipótese de Semmelweis acerca da causa da febre puerperal? b ) Como a hipótese de Semmelweis foi comprovada verdadeira? c ) Como a descoberta de Pasteur possibilitou confirmar que a hipótese de Semmelweis era verdadeira?

9. A planta conhecida popularmente como dormideira, ao receber um estímulo mecânico, como o toque, modifica a disposição de suas folhas. Observe. Fotos: Fabio Colombini

a ) Que características permitem classificar a dormideira como um ser vivo? b ) Qual dessas características pode ser observada nas fo­ tografias ao lado? Dormideira, planta que pode atingir 70 cm de altura.

20


Unidade 1

10. Leia o trecho do texto a seguir. Um casaco, um chapéu, uma lupa e um cachimbo no canto da boca. É assim que os detetives aparecem [...]. A inspiração vem de Sherlock Holmes, personagem criado pelo médico e escritor escocês Arthur Conan Doyle, [...] talvez por ter sido o primeiro detetive da história a usar o método científico para elucidar os crimes mais curiosos e difíceis imaginados por seu criador. [...] Sherlock podia descobrir a altura de um homem pelo comprimento da passada deixada perto ou no local de um crime. Como? Ora, quanto maior o comprimento entre os passos, maior a altura. O peso do homem, ou se ele estava correndo ou andando, também podia ser medido pela profundidade da pegada deixada [...] RUMJANEK, Franklin. Sherlock Holmes era um cientista? Ciência Hoje das Crianças. Rio de Janeiro: Instituto Ciência Hoje, ano 24, n. 226, ago. 2011. p. 3.

a ) Por que, segundo o texto acima, é possível afirmar que Sherlock Holmes buscava expli­ cações científicas na resolução de crimes? b ) Você classificaria o método científico adotado por Sherlock Holmes como dedutivo ou indutivo? Justifique.

11. (Enem) Texto I Há já algum tempo eu me apercebi de que, desde meus primeiros anos, recebera muitas falsas opiniões como verdadeiras, e de que aquilo que depois eu fundei em princípios tão mal assegurados não podia ser senão mui duvidoso e incerto. Era necessário tentar seriamente, uma vez em minha vida, desfazer-me de todas as opiniões a que até então dera crédito, e começar tudo novamente a fim de estabelecer um saber firme e inabalável. DESCARTES, R. Meditações concernentes à primeira filosofia. São Paulo: Abril Cultural, 1973 (adaptado).

Texto II É o caráter radical do que se procura que exige a radicalização do próprio processo de busca. Se todo o espaço for ocupado pela dúvida, qualquer certeza que aparecer a partir daí terá sido de alguma forma gerada pela própria dúvida, e não será seguramente nenhuma daquelas que foram anteriormente varridas por essa mesma dúvida. SILVA, F. L. Descartes: a metafísica da modernidade. São Paulo: Moderna, 2001 (adaptado).

A exposição e a análise do projeto cartesiano indicam que, para viabilizar a reconstrução radical do conhecimento, deve­se a ) retomar o método da tradição para edificar a ciência com legitimidade. b ) questionar de forma ampla e profunda as antigas ideias e concepções. c ) investigar os conteúdos da consciência dos homens menos esclarecidos. d ) buscar uma via para eliminar da memória saberes antigos e ultrapassados. e ) encontrar ideias e pensamentos evidentes que dispensam ser questionados.

Refletindo sobre o capítulo

Veja as respostas das questões desta seção nas Orientações para o professor.

A Retome a resposta que você deu à questão d da página 12 e complemente­a, se necessário. B Todas as pesquisas em Biologia podem ser baseadas na lógica, como sugerido pelos antigos filó­ sofos? Explique. C Os antigos estudiosos acreditavam que os seres vivos se dividiam em animais, plantas e minerais. Retome o conteúdo das páginas 18 e 19 e explique por que os minerais não podem ser considera­ dos seres vivos.

Estudo da vida

21


Trocando ideias

A relação entre o cientista e a sociedade

Usina eólica em Tramandaí, Rio Grande do Sul.

Observe as imagens a seguir.

t /S r in oP

Le

vy

Ar

t ur

od

eF ria Ph s/Al o t o am /L y S ati ns t o c k toc k

Telescópio Hubble.

Ec

Explosão causada pela bomba atômica lançada em Nagasaki, Japão, em 1946.

hu

t te

rst

oc

k .c

om

Urso-polar.

Trator com arado.

t te ca

BB

ra

ro

Mu

wn

ina

/S

is t

hu

Cr

MarcelClemens/ Shutterstock.com

rst

oc

k .c

Ch

om

ar l

es

Pessoa passando pelo exame de ressonância magnética.

/S hu t te rst oc k .c

om

A partir dessas imagens, reflita sobre a seguinte questão: a sociedade influencia a ciência ou a ciência influencia a sociedade?

À medida que a sociedade se desenvolve, a ciência busca soluções para os problemas que surgem com esse desenvolvimento. Ao mesmo tempo, enquanto novas descobertas científicas são feitas, mais modificações ocorrem na sociedade.

Ser vivo adulto Urso-polar: pode atingir até 3,4 m de comprimento.

E qual é o papel do cientista nessa relação ciência e sociedade? Os cientistas realizam estudos que podem impactar direta ou indiretamente nossa sociedade, o ambiente e o próprio ser humano. Vamos conhecer alguns biólogos e algumas de suas contribuições para a sociedade. Rachel Carson Rachel Carson nasceu em 1907, nos Estados Unidos. Ela era bióloga marinha, zoóloga e ecóloga. Em 1945, Carson começou a estudar os efeitos causados no ambiente por um inseticida chamado DDT (dicloro difeniltricloroetano). Esse inseticida havia sido descoberto em 1939 pelo químico suíço Paul Müller (1899-1965) e era muito utilizado no combate a mosquitos transmissores de tifo, malária e outros insetos.

Carson publicou esses resultados no livro intitulado Primavera silenciosa, lançado em 1962. Ela comprovou que o DDT afetava também a reprodução das espécies de aves, o que ocasionaria seu desaparecimento na primavera. Essa obra impulsionou a preocupação mundial com as questões ambientais e vários países passaram a adotar medidas para combater ou controlar o uso de pesticidas químicos. Ela faleceu em 1964.

Au

to

rd

e

n s co

hec

i d o/

Col e ç ã

o p ar ticular

Com seus estudos, ela mostrou que esse pesticida atingia a água, o solo, a fauna e a flora, além de alcançar as águas subterrâneas, contaminando-os.

Retrato de Rachel Carson.

22

g18_ftd_lt_1nob_u1_c1_010a023.indd 22

31/5/16 9:35 AM


Unidade 1

Ernst Mayr

ul l s

Ernst Mayr nasceu na Alemanha em 1904. Veio de uma família de médicos, mas decidiu estudar História Natural. Contribuiu para o estudo da Evolução, levando em conta o trabalho em campo, os estudos genéticos crescentes na época e os aspectos evolutivos. Em seus estudos, analisou os detalhes geográficos, a origem das espécies e sua evolução. Teve mais de 600 publicações e é considerado o maior biólogo evolucionista do século XX.

t ein b i l d /G e t t y Image s

Mayr defendia que muitos problemas da sociedade atual, como a fome e a degradação ambiental, podiam ser combatidos com o conhecimento das raízes biológicas desses problemas. Assim, o conhecimento de Biolo­ gia poderia ajudar o ser humano a entender a origem desses problemas e buscar soluções com base nesses fatos. Ele faleceu nos Estados Unidos em 2005, aos 100 anos de idade. Retrato de Ernst Mayr.

Crodowaldo Pavan

P au

Entre os nomes que merecem destaque na Biologia está o do geneticista brasileiro Crodowaldo Pavan. Ele nasceu em Campinas, São Paulo, em 1919, e é considerado o pai da Genética no Brasil. Além dos estudos genéticos, Pavan também trabalhava com Evolução e classificação de seres vivos, especialmente a dos insetos. Ele demonstrou que a quantidade de genes pode se modificar nas células durante o desenvolvimento de um ser vivo, o que era considerado impossível até então. O trabalho de Pavan e associados (brasileiros e estrangeiros) contribuiu para o conhecimento atual de genética de populações, um campo de estudo em que são necessários os conhecimentos genéticos, evolutivos e biológicos dos seres vivos. Pavan faleceu em 2009, no município de São Paulo.

lo P i n t o/ E

s t adão Con t eúdo

Retrato de Crodowaldo Pavan.

Veja as respostas das questões desta seção nas Orientações para o professor.

a ) Você considera importante que um biólogo tenha conhecimento de diversas áreas da Biologia para realizar uma pesquisa científica? b ) Para que Carson pudesse escrever o livro Primavera silenciosa denunciando os malefícios do DDT, ela realizou diversos estudos para garantir que seus resultados retratassem a realidade. Converse com seus colegas sobre as possíveis conse­ quências caso Carson não tivesse tido esses cuidados. c ) Você concorda com Mayr de que, com os conhecimentos sobre a evolução hu­ mana e suas atitudes em relação ao ambiente, aos seres vivos e a si mesmos, é possível buscar soluções para os problemas da sociedade atual? Converse so­ bre isso com os colegas. d ) Vimos que Pavan foi pioneiro da Genética no Brasil. Além de contar com o apoio do governo brasileiro da época, ele também realizou diversos estudos financia­ dos por instituições internacionais. Você considera que hoje, no Brasil, a ciência e a tecnologia são valorizadas? E você percebe que os resultados dessas pes­ quisas chegam até você? Explique. Estudo da vida

23


Frans Lanting/Corbis/Latinstock

Estromatólitos encontrados na Baía dos Tubarões, na Austrália.

capítulo

Origem da vida

Estrutura de um estromatólito

Evidências de vida ancestral podem ser encontradas, por exemplo, nos chamados estromatólitos. Essas formações rochosas são produzidas pela ação de microrganis­ mos fotossintetizantes, denominados cianobactérias. Elas acumulam sedimentos e, com o tempo, formam com eles essas estruturas fossilizadas que são os estromatóli­ tos. Os fósseis mais antigos de bactérias em estromatólitos são datados de 3,5 bi­ lhões de anos atrás. Mas outras evidências apontam que esses microrganismos já existiam há 3,8 bilhões de anos.

Somma Studio

I

II

As camadas internas do estromatólito são formadas pelo depósito de detritos rocho­ sos sobre uma lâmina de cianobactérias. Conforme o tempo passa, uma nova camada se forma, aprisionando as cianobactérias e promovendo o processo de fossilização. cianobactérias fragmentos de rocha

Ilustração produzida com base em: Indiana University (Universidade de Indiana). Disponível em: <www.indiana. edu/~geol105b/images/gaia_ chapter_10/stromatolites.htm>. Acesso em: 29 abr. 2016.

24

Considere como era o planeta Terra 3,8 bilhões de anos atrás. É difícil, para nós, imaginar o que significa tanto tempo. O que poderia existir em uma época tão remota? No entanto, de acordo com diversas pesquisas, nesse período já havia inclusive vida no planeta Terra.

A

Para você, como surgiu a vida na Terra?

B

Como você considera que era o planeta Terra antes do surgimento da vida?

C

Diversas teorias sobre a origem da vida na Terra e a origem do Universo já foram propostas. Você conhece alguma? Explique­a.

Resposta pessoal.

Resposta pessoal. A) Resposta pessoal. A vida surgiu a partir de rearranjos moleculares que propiciaram a formação de complexos de proteínas e/ou ácidos nucleicos. Esses rearranjos só foram possíveis quando, bilhões de anos atrás, a Terra apresentou condições favoráveis à existência de vida, como temperatura e água líquida.


O Universo é um assunto de interesse para a humanidade. A curiosidade do ser humano e a constante busca por explicações para o que está ao nosso redor gerou questionamentos sobre a origem do Universo, do planeta Terra, entre outros assuntos.

1. Como o Universo se formou? Converse com seus colegas sobre esse assunto e anote suas conclusões.

Mesmo que estejamos longe de responder a muitos desses questionamentos, o desenvolvimento de diversas áreas da Ciência, como a Cosmologia, permitiu que os cientistas elaborassem algumas teorias sobre como o Universo foi formado.

Unidade 1

A origem do Universo

Resposta pessoal.

A seguir, vamos conhecer uma das teorias sobre a origem do Universo.

A teoria do Big Bang Grande parte dos astrônomos acredita que o surgimento do Universo ocorreu há aproximadamente 15 bilhões de anos a partir de uma grande explosão, o Big Bang. Segundo essa teoria, toda a matéria e energia existentes estavam condensadas em um único ponto inicial. Ocorreu então uma explosão, que fez a matéria expandir violentamente para todos os lados.

Cosmologia: área da Astronomia que estuda a origem, a estrutura e a evolução do Universo.

O esquema abaixo apresenta, de maneira resumida, uma sequência de eventos que teriam ocorrido após o Big Bang.

A linha do tempo do Universo

Big Bang

0 segundo

1 segundo após o Big Bang

O Universo era formado por prótons, elétrons e nêutrons espalhados em meio à luz.

3 minutos após o Big Bang

Conforme o Universo se expandia e resfriava, os prótons formaram os núcleos de alguns átomos, como os do hidrogênio e do hélio.

300 mil anos após o Big Bang

Elétrons reduziram sua velocidade conforme o Universo resfriava, e se estabilizaram ao redor dos núcleos atômicos formando átomos completos.

1 bilhão de anos após o Big Bang

Ocorreu a formação das primeiras estrelas e galáxias. Também nesse período, a explosão de algumas estrelas formou átomos mais pesados, como o carbono, o nitrogênio, o fósforo e o potássio.

12 bilhões de anos após o Big Bang Ale xandre Aff onso

Iniciou-se a formação do Sistema Solar a partir de poeira cósmica. Essa poeira era uma grande nuvem formada de pequenas partículas e gases. Esses elementos se atraíram mutuamente pela força gravitacional e formaram primeiro o Sol, e depois os planetas do Sistema Solar. Esses eventos ocorreram há aproximadamente 4,6 bilhões de anos.

Fonte: SINGH, Simon. Big Bang. Rio de Janeiro: Record, 2006. p. 440-441.

Estudo da vida

g18_ftd_lt_1nob_u1_c2_024a043.indd 25

25

31/5/16 10:33 AM


A estrutura do Universo Quais os limites do Universo? Como ele é estruturado? O Universo possui um padrão de organização? Muitas destas perguntas ainda não foram respondidas, mas, com a compreensão sobre as propriedades da luz e o desenvolvimento dos telescópios, ocorreram grandes avanços no conhecimento da estrutura do Universo. Veja no esquema a seguir.

A

Ilustração produzida com base em: COMINS, N.F.; KAUFMANN. W. J. III. Descobrindo o Universo. 8. ed. Porto Alegre: Bookman, 2010. p. 480-482.

Universo visível.

B

Superaglomerado de galáxias.

Aglomerados de galáxias.

A

O Universo se iniciou no Big Bang e continua a se expandir em todas as direções. Sua velocidade de expansão é de, aproximadamente, 270 000 km/s, ou seja, 90% da velocidade da luz.

B

O Universo é formado por superaglomerados de galáxias que, por sua vez, são formados por aglomerados de galáxias. Por exemplo: a Via Láctea, galáxia na qual se encontra o Sistema Solar, está agrupada com outras 20 galáxias, formando o chamado aglomerado local. Por sua vez, esse aglomerado faz parte de um conjunto de aglomerados denominado superaglomerado de Virgem.

C

Uma galáxia pode ser formada por milhões, bilhões ou até trilhões de estrelas. Seu formato é variável e é mantido pela ação da gravidade entre as estrelas que a formam. A gravidade também impede que as estrelas de uma mesma galáxia se distanciem. Dessa maneira, o afastamento dos elementos do Universo fica restrito aos aglomerados e superaglomerados.

C

Via Láctea. *

26

g18_ftd_lt_1nob_u1_c2_024a043.indd 26

31/5/16 10:51 AM


NASA

Segundo a União Astronômica Internacional (IUA), para um corpo celeste ser considerado um planeta, ele deve apresentar três características:

Unidade 1

Planetas-anões e SSSBs

1. Ter uma órbita definida ao redor do Sol. 2. Ter massa suficiente para que sua gravidade o molde a uma forma aproximadamente esférica. 3. Conseguir limpar a vizinhança ao redor da sua órbita pela ação de sua gravidade. Até 2006, Plutão era considerado um planeta. Entretanto, por satisfazer somente os requisitos 1 e 2, ele foi rebaixado para a categoria de planeta-anão. Cometas, meteoroides e asteroides são chamados pequenos corpos do Sistema Solar, ou SSSBs, sigla em inglês para small solar system bodies.

O Sistema Solar é formado por uma estrela, o Sol, oito planetas, cinco planetas anões, luas, asteroides, meteoroides e cometas. Os quatro planetas mais próximos do Sol são conhecidos como telúricos, formados por materiais rochosos: Mercúrio, Vênus, Terra e Marte. Os outros quatro planetas são formados por elementos leves, e são chamados gasosos ou gigantes: Júpiter, Saturno, Urano e Netuno. Os cinco planetas anões são Plutão, Ceres, Eris, Hauema e Makemake. Entre as órbitas de Marte e Júpiter se encontram milhares de asteroides que formam o cinturão de asteroides. Ao se chocarem, os asteroides podem liberar diversos fragmentos de rocha menores, que ficam vagando no Sistema Solar e são chamados meteoroides.

Asteroide 951 Gaspra. Esse SSSB possui formato irregular, com 18 km de comprimento.

Planetas e suas luas Planetas

Quantidade de luas

Mercúrio

0

Lua: 3 476 km de diâmetro.

Vênus

0

Mercúrio: 4 879 km de diâmetro.

Terra

1

Marte

2

Júpiter

49

**

Terra: 12 756 km de diâmetro.

Saturno

53

**

Vênus: 12 103 km de diâmetro.

Urano

27

Netuno

13

Júpiter: 142 984 km de diâmetro. Marte: 6 790 km de diâmetro. Netuno: 24 746 km de diâmetro. Saturno: 115 200 km de diâmetro. Sol: 1 396 milhões de km de diâmetro.

Fonte: NASA. Disponível em: <http:// solarsystem.nasa.gov/planets/solarsystem/ moons>. Acesso em: 18 fev. 2016.

Ilustração produzida com base em: COMINS, N.F.; KAUFMANN. III, W. J. Descobrindo o Universo. 8. ed. Porto Alegre: Bookman, 2010. p. 480-482.

Astros (dimensões)

Urano: 51 118 km de diâmetro.

**Em Júpiter, existem mais outras 13 luas que aguardam a confirmação de cientistas. Em Saturno, são mais outras nove possíveis luas.

Urano Netuno Cinturão de asteroides Marte

Sol

Eber Evangelista

Vênus Saturno Terra Mercúrio Júpiter

Sistema Solar.

Estudo Estudo da da vida vida

g18_ftd_lt_1nob_u1_c2_024a043.indd 27

27

31/5/16 10:57 AM


Segundo a teoria do Big Bang, no início do Universo, os primeiros átomos formados foram os dos elementos químicos hidrogênio (H) e hélio (He). Esses dois elementos são considerados os mais abundan­ tes no Universo.

1% Demais elementos químicos

He

24%

H

Somma Studio

Física Encontro com...

O combustível das estrelas

Elementos químicos presentes no Universo

75%

Fonte: MACIEL, Walter J. Formação dos elementos químicos. Revista USP, n. 62, jun. - ago. 2004. p. 66. Disponível em: <www.astro.iag.usp.br/~maciel/ teaching/artigos/elementos/elementos.html>. Acesso em: 18 fev. 2016. Us Departament of Energy/SPL/Latinstock

O hidrogênio é chamado, por diversos pesquisadores, de “o com­ bustível das estrelas”. Isso porque as reações químicas que ocorrem com esse elemento no interior das estrelas são responsáveis pela emissão de energia na forma de luz e calor, fatores essenciais para a existência da vida como a conhecemos hoje. Nas condições de enorme pressão e temperatura presentes no interior de uma estrela, ocorre a fusão termonuclear, na qual núcle­ os de hidrogênio se fundem e formam núcleos de hélio, em uma sequência de reações termonucleares. Essas reações liberam uma grande quantidade de energia, e são responsáveis pelo brilho das estrelas. Na década de 1950, cientistas desenvolveram a bomba de hidrogê­ nio, também conhecida como bomba H, cujo princípio também era a fusão termonuclear. Para alcançar temperaturas e pressões suficientes para provocar a fusão dos núcleos de hidrogênio, os cientistas utiliza­ ram a fissão nuclear, a mesma tecnologia usada na construção das bombas atômicas lançadas sobre o Japão na Segunda Guerra Mun­ dial. Diferente da fusão, a fissão nuclear se baseia no rompimento de núcleos de átomos para liberar energia. Com o passar dos anos, os estudos sobre a fusão nucle­ ar avançaram para finalidades pacíficas, entre elas, a ob­ tenção de energia elétrica. Um dos maiores problemas no uso dessa tecnologia é que a quantidade de energia utilizada para fundir os núcleos de hidrogênio é quase igual à quantidade de energia produzida pela fusão. Atualmente, processos que demandam menor tempe­ ratura estão em desenvolvimento. Teste com explosão de uma bomba H realizado nas Ilhas Marshall no Oceano Pacífico, no ano de 1954. Explosões como essa liberam 1 000 vezes mais energia do que a bomba atômica lançada em Hiroshima, em 1946, no Japão.

Na tabela abaixo, é possível comparar a quantidade de energia extraída de determinada matéria para manter acesa, durante certo tempo, uma lâmpada de 100 watts. Observe.

Acesse o site a seguir para obter mais informações sobre as utilizações da energia nuclear.

••<http://tub.im/hg5k72>. Acesso em: 18 fev. 2016.

2. Que contribuições o desenvolvimento da fusão termonuclear pode oferecer para a sociedade?

Quantidade de energia extraída de 1 kg de matéria para acender uma lâmpada de 100 watts Forma da matéria

Processo

Tempo*

Água

Queda-d´água de 50 m

5 segundos

Carvão

Combustão

8 horas

Urânio enriquecido

Fissão nuclear (em reator)

690 anos

Hidrogênio (deutério)

Fusão nuclear

30 000 anos

Fonte: HALLIDAY, David. Fundamentos de Física. Rio de Janeiro: Livros Técnicos e Científicos, 2012. v. 4. p. 237.

*Tempo durante o qual a energia gerada manteria acesa uma lâmpada de 100 watts.

28

2. Resposta pessoal. Com o desenvolvimento da fusão termonuclear, problemas relacionados à produção de energia poderiam ser resolvidos, como a emissão de gases de efeito estufa pelos combustíveis fósseis.

g18_ftd_lt_1nob_u1_c2_024a043.indd 28

31/5/16 10:59 AM


2 KE TA

Até agora, conhecemos a teoria do Big Bang e estudamos a estrutura atual do Universo. Mas e o planeta em que habitamos? Como ele se formou? De acordo com os cientistas, o planeta Terra se originou há aproximadamente 4,6 bilhões de anos. Confira, a seguir, como se deu esse processo.

Unidade 1

A formação da Terra

/ PL /S TD 7L La

No início da formação da Terra, pequenas partículas de rochas pre­ sentes no Sistema Solar se atraíam mutuamente, formando objetos maiores, chamados protoplanetas. Em determinado momento, o aumento da pressão e da temperatura no interior de um desses protoplanetas permitiu que os diversos elementos químicos pre­ sentes apresentassem consistência líquida.

t in s to

ns

to

ck

ck

Pl a

ne

t ar

yV

isi

on

sL

td

/S

PL

/L

ati

Ilustração artística que mostra a Terra líquida no início de sua formação. Esse modelo foi baseado em análises científicas, e mostra diversas rochas sendo atraídas para o planeta.

Representação da Terra primitiva. Os continentes não estavam totalmente formados e ainda existia atividade vulcânica generalizada. Também é possível observar fendas na crosta terrestre e nos oceanos representadas pelas linhas avermelhadas. Essas fendas são locais onde a crosta terrestre ainda não se solidificou.

Após milhões de anos, elementos químicos densos como o ferro deslocaram-se para o interior do planeta, formando o seu núcleo. Outros elementos químicos menos densos formaram o manto, e elementos de baixa densidade, como o silício e o alumínio, formaram as rochas da superfície da Terra.* Ao mesmo tempo, a atmosfera da Terra primitiva se modificou conforme ocorriam alterações em sua su­ perfície. Em determinado momento, ela era constituída de dióxido de carbono, vapor de água e nitrogênio. Essa atmosfera foi propícia para o efeito estufa, responsável pela retenção do calor proveniente da superfície e do interior da Terra, e também dos raios do Sol, reduzindo sua dissipa­ ção para o espaço. Nesse período, a precipitação do vapor de água pre­ sente na atmosfera colaborou para a formação de oceanos. Esses eventos ocorreram nos primeiros 300 milhões de anos da formação da Terra. Tam­ bém foi nesse cenário que provavelmente se iniciou a vida no planeta.

NA SA

Ilustração da estrutura interna atual do planeta Terra.

crosta terrestre Constituída principalmente de silício (Si) e alumínio (A​ℓ​).

manto Constituído em sua maioria de ferro (Fe) e magnésio (Mg). Essas camadas formam o núcleo e são constituídas em sua maioria de ferro (Fe) e pequena quantidade de níquel (Ni).

núcleo de ferro líquido núcleo de ferro sólido

Joh

an S

w anep

o el / Shu t t

er s

toc

k .c

om

O planeta Terra, em imagem capturada pelo satélite Deep Space Climate Observatory (DSCOVR), lançado pela Nasa no ano de 2015.

*Comente com os alunos que metais como ferro, ouro, chumbo e outros elementos químicos mais densos também podem ser encontrados na superfície da Terra, trazidos pelo fluxo de lavas de vulcões. Estudo da vida

29


A origem da vida na Terra Entre a metade final do século XVII e o início do século XVIII, ocorreram intensos debates sobre como os seres vivos eram formados. Uma das teorias mais defendidas na época era a da abiogênese, também chamada geração espontânea.

A teoria da geração espontânea A geração espontânea era uma ideia antiga, defendida pelo filósofo grego Aristóte­ les (384­322 a.C.) e aceita durante muito tempo por parte dos estudiosos. Segundo essa teoria, os seres vivos poderiam se originar da matéria inanimada. Essa teoria foi testada por meio do ensaio proposto pelo médico belga Jean Bap­ tiste van Helmont (1577­1644). Em uma caixa, ele colocou camisas sujas de suor e espigas de milho. Após algum tempo, foram encontrados ratos na caixa. Com isso, Helmut deduziu que os ratos tinham se produzido espontaneamente a partir das ca­ misas e das espigas de milho.

A rejeição da geração espontânea O médico italiano Francesco Redi (1626­1697) questionava a teoria da geração es­ pontânea. Por isso, realizou um experimento para comprovar que os seres vivos origi­ navam­se de outros seres vivos, e não da matéria inanimada.

O experimento de Redi Recipiente com gaze.

Recipiente aberto.

Recipiente com gaze.

Ilustrações: Somma Studio

Recipiente aberto.

mosca

carne

larva de mosca

mosca

carne

Redi colocou pedaços de carne em recipientes de vidro. Ele cobriu a abertura de alguns desses recipientes com uma gaze e deixou outros descobertos. Após alguns dias, Redi observou que sobre a carne nos recipientes abertos apareceram larvas de moscas; já na carne dos recipientes com a gaze não havia larvas. No primeiro experimento que Redi realizou, os recipientes foram fechados com uma tampa. Como a ausência de ar no interior do frasco poderia ser considerada um fator limitante para o surgimento da vida, Redi refez o experimento, utilizando gaze no lugar das tampas para resolver o problema da entrada de ar.

Como as larvas apareceram somente sobre a carne com a qual as moscas tiveram contato, Redi concluiu que esses insetos colocaram ovos sobre ela, e desses ovos eclodiram as larvas. Esse resultado contribuiu para contestar a teoria da geração es­ pontânea, a qual defenderia que as larvas teriam surgido da matéria sem vida. Como Francesco Redi, uma série de outros cientistas desse período afirmava que os seres vivos podiam surgir apenas de outros seres vivos. Entre esses cientistas esta­ vam os chamados pré-formistas, como o médico britânico William Harvey (1578­1657) e o fabricante de lentes holandês Anton van Leeuwenhoek (1632­1723).

30


Investigando essa ideia, Leeuwenhoek desenvolveu um tipo de microscópio com o qual fez diversas observações importantes. Em uma delas, ele narra a outros cientistas ter encontrado “pequenos animais” no sêmen masculino, os quais acreditava que poderiam ser miniaturas de seres humanos. Surgiu assim a ideia de que os seres vivos não eram formados a partir dos ovos, mas no sêmen de animais machos.

O longo embate entre Needham e Spallanzani Apesar de enfraquecida pelo resultado do experimento de Redi, a teoria da geração espontânea continuava sendo defendida por alguns estudiosos, principalmente para explicar a origem dos microrganismos observados com o advento do microscópio. Um desses defensores era o naturalista inglês John Turberville Needham (1731-1781). Influenciado pelas ideias de seu colega francês George Louis Buffon (1707-1788), ele realizou um experimento que procurava demonstrar a geração espontânea de microrganismos.

Desenhos enviados por Leeuwenhoek para a Royal Society em Londres no ano de 1683, descrevendo uma de suas observações em microscópios.

ar an d . 17 55 . A quar el a . C o

o leçã

p ar

t ic

ul a

r

Needham ferveu uma pequena quantidade de caldo de carne em um recipiente, de modo a destruir os microrganismos presentes no líquido e no ar do frasco. Posteriormente, vedou o recipiente com uma rolha, de modo que os microrganismos de fora do frasco não pudessem entrar.

ap t i

s te G

Alguns dias após o experimento, no entanto, apareceram microrganismos no caldo de carne. Dessa maneira, Needham concluiu que o surgimento desses seres microscópicos só poderia ser decorrente da geração espontânea.

crada, impedindo a entrada de ar.

Jea

nB

Por outro lado, os defensores do modelo pré-formista não aceitaram os resultados de Needham. Com o objetivo de contestá-lo, em 1785 o naturalista italiano Lazzaro Spallanzani (1729-1799) repetiu o experimento de Needham, mas com duas alterações:

• •a boca do recipiente foi derretida com fogo, de modo a ficar hermeticamente la-

Unidade 1

Dr Jeremy Byrgess/SPL/Latinstock

Harvey acreditava que todos os seres vivos já estavam formados no interior de ovos antes de nascer. No caso dos seres humanos e de outros animais, esses ovos estariam protegidos no interior do corpo das fêmeas.

Retrato de Turberville Needham.

••o caldo de carne e o ar foram expostos a temperaturas maiores e por mais tempo. Passados alguns dias, não houve aparecimento de microrganismos no interior dos recipientes, o que fez Spallanzani chegar às seguintes conclusões: Sheil a Ter r y/ SPL / L at isn to

ck

1 No experimento de Needham, o ar no interior do recipiente não havia sido aquecido o suficiente para eliminar os microrganismos. 2 Needham não vedou adequadamente o recipiente, permitindo a entrada de ar contendo microrganismos no interior do recipiente. Needham, por sua vez, rebateu as conclusões de Spallanzani, dizendo que um aquecimento muito elevado do ar havia destruído sua “força vegetativa”. Needham acreditava na existência dessa força, que, segundo ele, era responsável pelas condições necessárias para que as moléculas gerassem a vida. Spallanzani passou 20 anos tentando provar a inexistência dessa força vital. Mesmo sem uma conclusão definitiva, o embate travado por esses cientistas ofereceu importantes contribuições para a Ciência.

Retrato de Lazzaro Spallanzani.

Estudo da vida

g18_ftd_lt_1nob_u1_c2_024a043.indd 31

31

31/5/16 11:06 AM


O experimento de Pasteur No século XIX, após diversas discussões científicas e experimentações, já não se acreditava que os seres vivos surgissem da matéria inanimada, mas sim de outros seres vivos. O caso dos microrganismos, no entanto, ainda era uma exceção. Muitos cientistas continuavam a afirmar que eles se originavam por geração espontânea. Em 1862, o químico francês Louis Pasteur (1822­1895) realizou alguns experimentos que contribuíram para eliminar divergências sobre essas teorias. Trabalhando em uma empresa de fermentação, Pasteur ficou interessado na multiplicação dos microrganis­ mos e, após diversos estudos, desenvolveu o experimento a seguir.

Experimento realizado por Pasteur em 1862 cânula 1

Somma Studio

2

1

Pasteur colocou líquidos com nutrientes em frascos de vidro. Ele entortou a cânula desses frascos e, em seguida, ferveu esses líquidos de maneira suficiente para que o ar e o líquido fossem esterilizados, isto é, livres de microrganismos. Após alguns dias, Pasteur observou que não houve o desenvolvimento de microrganismos no interior dos frascos, mesmo em contato com o ar. Isso foi possível pois a forma como a cânula foi entortada permitia a passagem do ar para dentro do frasco, mas impedia a entrada dos microrganismos, que eram barrados pelas paredes da cânula.

2

Pasteur repetiu o experimento, mas, dessa vez, quebrou a cânula de um dos frascos. Após alguns dias, ele observou que o líquido do interior desse frasco foi contaminado com microrganismos. Isso ocorreu porque a barreira imposta pela cânula foi retirada, permitindo que os microrganismos presentes no ar entrassem em contato com o líquido e se multiplicassem.

Ao final do experimento, Pasteur verificou que em uma solução estéril não ocorre o desenvolvimento de nenhum microrganismo. Isso pode acontecer somente se um mi­ crorganismo vivo entrar em contato com essa solução. Dessa maneira, ele comprovou a teoria da biogênese, que defende que o surgimento de um ser vivo somente é pos­ sível a partir de outro, mesmo no caso dos microrganismos. Entre algumas características das moléculas orgânicas estão a presença do elemento químico carbono em sua composição e, geralmente, uma maior complexidade em relação às moléculas inorgânicas.

32

A teoria de Oparin e Haldane Após a consolidação da teoria da biogênese, seguiu­se uma importante questão en­ tre os cientistas: como surgiu a vida na Terra? Se um ser vivo origina­se apenas a partir de outro, então como poderia ter surgido o primeiro ser vivo do planeta? Nas décadas seguintes ao experimento de Pasteur, estudos apontavam que o surgi­ mento da vida poderia ter ocorrido a partir do rearranjo de moléculas orgânicas simples. Mas, diferentemente da abiogênese, esses estudos descartavam a existência de forças vitais que agiam na formação da vida.


Unidade 1

Na década de 1920, o bioquímico russo Aleksandr Ivanovich Oparin (1894­1980) e o biólogo inglês John. B. S. Haldane (1892­1964) propuseram uma teoria segundo a qual a vida teria surgido a partir de uma evolução gradual dos sistemas químicos. De acordo com esses cientistas, a atmosfera da Terra primitiva era composta pelos gases metano (CH4), hidrogênio (H 2), nitrogênio (N 2), amônia (NH 3) e vapor de água (H 2O). Como consequência da ausência de gás oxigênio na atmosfera, não existia a camada de ozônio para proteger a Terra dos raios ultravioleta (UV) do Sol. Dessa maneira, a energia para a síntese de moléculas orgânicas vinha do bombardeamento dos raios ultravioleta, bem como das constantes descargas elétricas, frequentes na atmosfera primitiva. Ainda segundo Oparin e Haldane, o oceano primitivo também teve um papel impor­ tante nesse processo. De acordo com os cientistas, naquele período, o oceano era uma espécie de sopa primordial, constantemente agitada, na qual as moléculas podiam rea­ lizar diversos tipos de interações químicas. Essas interações permitiram a formação de coacervados ou protobiontes, agrupamentos de moléculas que mantinham um ambiente químico interno diferente do externo, mas que não podiam se reproduzir.

Miller e Urey Na década de 1950, o bioquímico Stanley Miller (1930­2007), orientado por seu professor Harold Urey (1893­1981), testou a hipótese de Oparin­Haldane com um ex­ perimento que simulou as diversas condições existentes na Terra primitiva.

Comparação do experimento de Miller com a Terra primitiva Terra primitiva

Experimento de Miller

Somma Studio

Condições existentes na Terra primitiva, responsáveis pela formação de moléculas orgânicas, segundo a hipótese de Oparin-Haldane. 2

3

1

Luciane Mori

4 1

A solução química foi aquecida, liberando vapor de água (H2O) e gases como amônia (NH3), metano (CH4) e hidrogênio.

2

Os gases produzidos receberam descargas elétricas.

3

Um condensador foi utilizado para resfriar os gases, que passaram para o estado físico líquido e precipitaram em forma de gotas.

4 O líquido formado foi recolhido e analisado.

Ao analisar o líquido recolhido, Miller observou a formação de moléculas orgânicas que, anteriormente, acreditava­se serem produzidas somente por células vivas. Entre essas moléculas estavam os aminoácidos alanina e glicina, substâncias orgânicas en­ contradas nos seres vivos. Esse resultado reforçou as análises realizadas por Oparin e Haldane.

Ilustração produzida com base em: PURVES, William K. et al. Vida: a ciência da Biologia. 6. ed. Porto Alegre: Artmed, 2002. p. 452.

Estudo da vida

33


*Alguns cientistas acreditam que as formas de vida mais prováveis de terem chegado à Terra a partir do espaço são esporos de bactérias.

Panspermia Outra teoria a respeito da origem da vida é a chamada panspermia, palavra de origem grega que significa “sementes por todos os lados”. Essa teoria afirma que a vida na Terra se originou a partir de seres vivos* provenientes do espaço e que aqui se desenvolveram nas diferentes formas de vida. A primeira menção à panspermia foi feita pelo filósofo grego Anaxágoras (500 a.C.­ 428 a.C.). No século XIX, a teoria da panspermia foi resgatada por alguns cientistas, como o médico e químico sueco Jöns Jacob Berzelius (1779­1848) e o matemático e físico irlandês William Thomson (1824­1907). Esses cientistas afirmavam que esses seres vivos teriam chegado à Terra por meio de meteoritos.

Cingalês: natural de Sri Lanka, país asiático.

As células que constituem os protozoários, fungos, animais e vegetais são eucarióticas.

Atualmente a teoria da panspermia admite algumas variações. Alguns pesquisadores afir­ mam que a matéria biológica teria chegado à Terra por meio de meteoroides vindos de planetas do Sistema Solar ou de fora dele. Outros chegam a afirmar que essa matéria bio­ lógica teria sido transportada propositalmente por uma civilização extraterrestre avançada. A mais recente contribuição para essa teoria foi feita por dois astrônomos, o britânico Fred Hoyle (1915­2001) e o cingalês Chandra Wickramasinghe (1939­). De acordo com esses cientistas, é realmente possível que cometas carreguem vida bacteriana pelo espa­ ço. Essa afirmação tem como evidência a detecção de matéria orgânica no espaço inte­ restelar, principalmente em cometas.

Início da formação das células eucarióticas

Célula ancestral procarionte. citoplasma

Somma Studio

material genético

membrana plasmática

material genético

membrana plasmática

invaginações

Ilustração produzida com base em: PURVES, W. K. et al. Vida: a ciência da Biologia. 6. ed. Porto Alegre: Artmed, 2002. p. 478.

Célula com núcleo e membranas internas.

membrana plasmática

34

núcleo material genético membrana nuclear

retículo endoplasmático

As primeiras células Após diferentes hipóteses sobre a formação da vida na Ter­ ra, outros questionamentos começaram a ser formulados, entre eles o de como surgiram as primeiras células. Com o avanço das pesquisas científicas, surgiram fortes in­ dícios de que as primeiras células foram formadas após milhões de anos de rearranjos moleculares. Com esses rearranjos, as moléculas se tornaram cada vez maiores, mais complexas e estáveis, tais como os carboidratos, os lipídios, as proteínas e os ácidos nucleicos que formariam o DNA e o RNA. A inte­ ração entre algumas dessas moléculas resultou na membrana plasmática, estrutura que permitiu a entrada, a retenção e a saída de substâncias do interior das células. As primeiras células formadas eram procarióticas, ou seja, não possuíam núcleo nem estruturas membranosas em seu interior, similares às bactérias e arqueobactérias atuais. Es­ sas células possuem somente uma membrana plasmática que separa o meio externo do interno, e seus componentes estão quase todos dispersos em seu interior. As células procarióticas não possuem organelas membranosas tais como mitocôn­ drias, responsáveis pela captação de gás oxigênio e produ­ ção de energia, e nem cloroplastos, responsáveis pela capta­ ção de luz solar e produção de carboidratos. Além disso, a estrutura e o metabolismo das células procarióticas são mais simples do que os das células eucarióticas, que possuem um núcleo delimitado por membrana, assim como as orga­ nelas distribuídas em seu citoplasma. Estudos indicam que a formação das células eucarióticas se iniciou com a invaginação da membrana plasmática das células procarióticas, processo que levou à formação de al­ gumas organelas como o retículo endoplasmático e a mem­ brana nuclear. Essa última separou o material genético do citoplasma da célula.


Em 1970, a bióloga Lynn Margulis (1938­2011) elaborou uma teoria para explicar a origem da mitocôndria e do cloroplasto no interior da célula eucariótica. Era a chama­ da teoria da endossimbiose. Segundo essa teoria, a formação da mitocôndria ocor­ reu quando uma célula procariótica que metabolizava oxigênio foi capturada por uma célula eucariótica. A célula capturada conseguiu escapar do mecanismo de digestão celular e se diferenciou, tornando­se uma mitocôndria. De acordo com Margulis, um processo similar ocorreu na formação do cloroplasto: uma célula eucariótica, que já possuía uma mitocôndria, englobou uma célula procari­ ótica fotossintetizante, provavelmente uma cianobactéria. Essa cianobactéria se diferen­ ciou e formou o cloroplasto, originando uma célula ancestral eucariótica autotrófica.

Unidade 1

Teoria da endossimbiose

3. Porque é uma célula que utiliza a luz solar para produzir seu próprio alimento. 3. Por que a célula ancestral com cloroplasto é chamada autotrófica?

Formação das mitocôndrias e cloroplastos na célula eucariótica Célula com núcleo e sistema de membranas internas. material genético Somma Studio

membrana nuclear

núcleo

Célula ancestral eucariótica autotrófica.

Ancestral fotossintetizante sendo englobada. retículo endoplasmático Ilustração produzida com base em: PURVES, W. K. et al. Vida: a ciência da Biologia. 6. ed. Porto Alegre: Artmed, 2002. p. 478.

Ancestral procarionte heterotrófica sendo englobada.

Célula ancestral eucariótica heterotrófica.

Essa teoria é sustentada por diversas evidências observadas nas células eucarióti­ cas atuais. Veja algumas delas:

• mitocôndrias e cloroplastos possuem seu próprio material genético e ribossomos; • grande semelhança entre o material genético e os ribossomos dessas organelas com algumas bactérias;

• mitocôndrias

e cloroplastos possuem duas ou mais membranas, sendo que a mais interna é similar à dos procariontes. *

Evidências atuais da endossimbiose Outra evidência da endossimbiose pode ser observada no que ocorre com a lesma­do­mar Elysia chlorotica. Ao se alimentar de algas verdes, os cloroplastos ingeridos são incorporados pelas células da lesma e utilizados para capturar a energia do Sol. Nesse caso específico, a relação é ainda mais intensa do que no caso das células eucarióticas, pois o material genético da lesma apresenta alguns genes das algas.

*Apesar de muitas semelhanças, mitocôndrias e cloroplastos não são mais bactérias de vida livre. A primeira célula eucariótica surgiu há um bilhão de anos e, desde então, essas estruturas tornaram­se completamente dependente de suas células hospedeiras.

Ser vivo adulto

Lesma-do-mar Elysia chlorotica.

Lesma-do-mar (Elysia chlorotica): pode atingir até 4,5 cm de comprimento. Rumpho-Kennedy/Latinstock

Estudo da vida

35


Teoria heterotrófica e teoria autotrófica*

S omm

a St u d i o

Quando Oparin e Haldane sugeriram a existência de coacervados nos primórdios da vida na Terra, eles propuseram que esses organismos deveriam apresentar meta­ bolismo simples, absorvendo moléculas do meio externo e liberando outras.

Representação dos coacervados de Oparin. Ilustração produzida com base em: Universidade Federal do Ceará. Disponível em: <www. seara.ufc.br/especiais/biologia/ origem/origem2.htm>. Acesso em: 29 abr. 2016.

*Os processos metabólicos referentes aos organismos heterótrofos e autótrofos, bem como suas variações metabólicas, são abordados com mais detalhes no capítulo 8 deste volume.

A partir dessas observações, os dois cientistas propuseram que os primeiros organis­ mos deveriam possuir um metabolismo heterotrófico, ou seja, não eram capazes de pro­ duzir seu alimento, mas os obtinham no meio em que se encontravam. Essa teoria ficou conhecida como teoria heterotrófica. Os organismos heterotróficos contemplam quase a totalidade dos animais, fungos, protozoários e uma grande parte das bactérias atuais. Segundo a teoria de Oparin e Haldane, para que os primeiros seres vivos fossem heterotróficos, o ambiente da Terra primitiva precisava ser abundante em moléculas orgânicas que servissem de alimento. Elas, por sua vez, teriam sido formadas a partir das moléculas inorgânicas. Como o gás oxigênio não estava presente na atmosfera primitiva da Terra, Oparin e Haldane afirmaram que o tipo de respiração que esses seres vivos realizavam não poderia envolver esse gás. Dessa maneira, concluíram que esses organismos eram fermentado­ res, ou seja, obtinham material orgânico no meio primitivo para produzir energia. Ainda segundo a teoria heterotrófica, conforme o tempo passou, a quantidade de organismos heterotróficos aumentou e a quantidade de moléculas orgânicas se reduziu. Ao mesmo tempo, iniciou­se a evolução dos organismos autotróficos, ou seja, aqueles capazes de produzir substâncias orgânicas, que lhes serviam de alimento, a partir de moléculas simples, como o CO 2. No entanto, a teoria autotrófica discorda dessas concepções. Sendo a teoria mais aceita entre os cientistas atualmente, ela afirma que os organismos autotróficos surgi­ ram antes dos organismos heterotróficos.

WHOI/Visuals Unlimited, Inc./Glow Images

De acordo com essa teoria, apesar de os primeiros organismos autotróficos produzi­ rem seu próprio alimento, eles não eram fotossintetizantes como as plantas, algas e algumas bactérias atuais. Esses organismos realizavam a quimiossíntese, processo que consiste na utilização de moléculas inorgânicas como fonte de energia. Entre es­ sas moléculas estão o sulfeto de hidrogênio (H 2S), presentes em rochas. Esse é um dos tipos mais simples de metabolismo, e os organismos que o rea lizam são chama­ dos de quimioautotróficos, litotróficos ou quimiolitotróficos. Apenas anos depois, é que surgiram os primeiros organismos fotossintetizantes, os quais utilizavam a energia proveniente da luz solar para produzir energia para suas células. O gás oxigênio resul­ tante do processo de fotossíntese contribuiu para alterar a composição da atmosfera da Terra, assim como para o surgimento do metabolismo aeróbico.

Vestígios do início da vida no mar profundo Em 1977, a teoria autotrófica foi reforçada com a descoberta de fontes termais no fundo dos oceanos. Essas fontes se encontram em regiões de vulcanismo ativo, e constantemente liberam gases superaquecidos a tempera­ turas de aproximadamente 400 °C. Esses gases possuem alta concentração de sulfeto de hidrogênio (H2S), no qual foram encontradas diversas bactérias quimiolitotróficas. Esses microrganismos formam camadas no solo oceânico e atraem diver­ sos seres vivos, entre eles, predadores e hospedeiros. Até hoje foram encon­ trados mais de 500 espécies de seres vivos que habitam essas regiões, for­ mando um dos mais fascinantes ecossistemas da Terra e, possivelmente, um dos mais antigos também. Fonte hidrotermal no Oceano Pacífico, próximo às Ilhas Galápagos. A fumaça escura é rica em sulfeto de hidrogênio (H 2 S).

36


Unidade 1

Biologia e Cultura

A origem do mundo em diferentes culturas

Daniel Zeppo

Os seres humanos sempre buscaram explicações sobre a origem do Universo, da Terra e dos seres vivos. Dessas explicações, surgiram muitos mitos em diferentes culturas. Vamos conhecer alguns desses mitos. O texto a seguir mostra um mito sobre a origem do mundo contado pela cultura chinesa. Leia-o.

[...] Segundo a tradição chinesa, o Universo seria um ovo em pé. O céu, em forma de tigela emborcada, é a superfície interna da casca. A Terra, tal qual uma gema de ovo, flutua no meio do oceano primordial, que preenche a parte de baixo da casca. No miolo do ovo, vivia Pan-Ku, um gigante que durante dezoito mil anos cresceu vários metros por dia. Com isso, a casca do ovo acabou quebrando, e o Céu afastou-se cada vez mais da Terra, até Pan-Ku morrer. Então, a cabeça do gigante tornou-se uma montanha sagrada, seus olhos transformaram-se no Sol e na Lua, e seus cabelos passaram a ser as árvores. [...] REGACHE, Claude-Catherine. A criação do mundo: mitos e lendas. São Paulo: Ática, 1992. p. 14.

Agora, leia um trecho de uma lenda japonesa sobre a origem das ilhas, dos terremotos e dos primeiros seres vivos e seres humanos na Terra.

Daniel Zeppo

No começo, o mundo era um pântano lamacento. A água e a terra estavam misturadas e não havia nada além de um grande pântano. Nada podia viver ali. Mas nos seis céus acima e nos seis mundos abaixo moravam deuses, demônios e animais. [...] No firmamento mais alto vivia Kamui, o deus criador, e seus servos. [...] Kamui fez seu mundo como um vasto oceano redondo, descansando nas costas de uma enorme truta. Esse peixe engole o oceano e cospe de volta para formar as ondas; quando ele se move provoca terremotos. Um dia Kamui olhou para baixo, para o mundo lamacento, e decidiu fazer algo daquilo. Mandou uma lavandisca [ave encontrada no Japão] aquática para fazer o trabalho. Quando o pobre pássaro chegou e viu a confusão que era aquilo, ficou sem saber o que fazer. No entanto, ao sacudir as asas por cima das águas, bater a lama com seus pés e amassá-la com a cauda, a lavandisca foi criando manchas de terra seca. Assim, as ilhas foram criadas para flutuar sobre o oceano. Até hoje, a fiel lavandisca continua seu trabalho, amassando terra com sua cauda. Quando os animais que viviam nos céus viram como o mundo era bonito, imploraram a Kamui para que os deixasse viver lá, e ele permitiu. Mas Kamui fez também outras criaturas, especialmente para este mundo. As primeiras pessoas, os Ainu, tinham corpo de terra, cabelos de morrião e costelas feitas com pedaços de salgueiro. É por isso que, quando envelhecemos, nossas costas se curvam. [...] PHILIP, Neil. O livro ilustrado dos mitos: contos e lendas do mundo. São Paulo: Marco Zero, 1996. p. 24-5.

Estudo Estudo da da vida vida

g18_ftd_lt_1nob_u1_c2_024a043.indd 37

37

31/5/16 11:12 AM


Existem vários mitos relacionados à origem do ser humano. Leia, a seguir, uma lenda da cultura aborígene australiana.

No começo, a Terra era uma planície nua. Tudo era escuro. Não havia vida nem morte. O Sol, a Lua e as estrelas dormiam embaixo da terra. Todos os ancestrais eternos também dormiam, até que eles acordaram de sua própria eternidade e saíram à superfície. Quando os ancestrais eternos se levantaram, vagaram pela terra, às vezes sob a forma de animais – como cangurus, emas, ou lagartos –, às vezes com forma humana, às vezes meio animal e meio humano, às vezes meio humano e meio planta. Dois desses seres, autocriados a partir do nada, eram os Ungambikula. Vagando pelo mundo, encontraram pessoas feitas pela metade. [...] Com suas grandes facas de pedra, os Ungambikula esculpiram cabeças, corpos, pernas e braços. Fizeram os rostos, as mãos e os pés. E finalmente os seres humanos foram terminados. Cada homem ou mulher foi feito a partir de uma planta ou animal [...] PHILIP, Neil. O livro ilustrado dos mitos: contos e lendas do mundo. São Paulo: Marco Zero, 1996. p. 28­9.

Os indígenas brasileiros também têm várias histórias sobre a origem dos seres vivos. Leia um trecho de um mito sobre o primeiro ser humano, de origem do povo Camaiurá.

No começo só havia Mavustsinim. Ninguém vivia com ele. Não tinha mulher. Não tinha filho, nenhum parente ele tinha. Era só. Um dia ele fez uma concha virar mulher e casou com ela. Quando o filho nasceu, perguntou para a esposa: – É homem ou mulher? – É homem. – Vou levar ele comigo. E foi embora. A mãe do menino chorou e voltou para a aldeia dela, a lagoa, onde virou concha outra vez. – Nós – dizem os indígenas – somos netos do filho de Mavutsinim.

Daniel Zeppo

VILLAS­BÔAS, Orlando; VILLAS­BOAS, Cláudio. Xingu: os índios, seus mitos. 6. ed. Porto Alegre: Kuarup, 1985. p. 55.

38


Unidade 1

Atividades

Responda as atividades no caderno.

Veja as respostas das questões desta seção nas Orientações para o professor.

1. Escreva no caderno um texto descrevendo a teoria do Big Bang. 2. Que características um astro deve apresentar para ser classificado como planeta? 3. O que é um planeta-anão? Cite dois exemplos. 4. Descreva no caderno o processo de formação do planeta Terra. 5. Diferencie as teorias da abiogênese e da biogênese. 6. Por que o resultado do experimento de Francesco Redi contestou a teoria da abiogênese? 7. Como o experimento de Louis Pasteur sobre a geração de microrganismos fortaleceu a teoria da biogênese?

8. O que seriam os coacervados? 9. Que moléculas existiam na Terra primitiva segundo Miller e Urey? 10. Escreva no caderno as diferenças entre a teoria heterotrófica e a teoria autotrófica. 11. Explique no caderno o que é endossimbiose. 12. Leia o trecho da reportagem a seguir e responda às questões. A origem da vida na Terra é uma questão ainda em aberto. A formação da crosta terrestre, segundo estudos geológicos recentes, ocorreu há cerca de 4,4 bilhões de anos [...]. No entanto, sabemos que, há cerca de 3,5 bilhões de anos, já havia na Terra primitiva atividade de organismos celulares (cianobactérias) como atestam estruturas sedimentares de origem orgânica (os chamados estromatólitos) encontradas por exemplo, na Austrália. [...] A transição entre etapas puramente químicas e o surgimento de uma estrutura molecular complexa com capacidade de replicação – e, posteriormente, a seres unicelulares – foi um processo complexo cujas etapas são ainda desconhecidas. Uma primeira resposta sugere que aminoácidos poderiam ter sido criados a partir de moléculas presentes na atmosfera terrestre expostas à radiação ultravioleta e a descargas elétricas, como sugeriu um experimento clássico na década de 1950. Mais recentemente, tem-se especulado que as fontes geotermais submarinas poderiam ter sido a origem desses processos químicos. Outra possibilidade, no entanto, é a origem extraterrestre desses componentes. [...] Essa teoria – inicialmente abandonada – foi retomada por dois

astrofísicos, o britânico Fred Hoyle (1915-2001) e o cingalês Nalin Wickramasinghe, na década de 1970, que passaram a defender que compostos orgânicos necessários para o aparecimento da vida foram trazidos para a Terra por cometas que colidiram com nosso planeta. Em 2004, a sonda espacial Stardust coletou material da cauda do cometa P/Wild, e sua análise mostrou a presença de glicina (aminoácido presente em proteínas), bem como compostos à base de dois elementos essenciais à vida como a conhecemos, nitrogênio e carbono. O meteorito Murchison, que caiu na Austrália em 28 de setembro de 1969, apresentou, em sua análise química, um conteúdo orgânico ainda mais surpreendente: cerca de 70 tipos de moléculas, [...] essenciais para a constituição de duas moléculas do material genético, o RNA e o DNA. [...] Podemos então, imaginar que as moléculas orgânicas [...] estivessem presentes na composição química dos cometas e asteroides que colidiram com a Terra. Com condições físicas adequadas, essas moléculas poderiam ter dado origem a compostos mais complexos que estão na base da formação das duas moléculas da vida, o RNA e o DNA. [...] PACHECO, José Antônio de Freitas. Quando a vida surgiu no Universo? Ciência Hoje, Rio de Janeiro: Instituto Ciência Hoje, n. 318, set. 2014. p. 35-7.

a ) O texto cita duas possibilidades sobre o início da vida na Terra. Descreva-as com suas palavras. b ) Quais cientistas realizaram o experimento citado no texto e qual era seu objetivo? c ) Segundo o que você estudou neste capítulo, qual seria o nome da teoria citada pelo autor no quinto parágrafo do texto, e quais evidências a corroboram? Estudo da vida

g18_ftd_lt_1nob_u1_c2_024a043.indd 39

39

31/5/16 11:14 AM


Fabio Colombini

13. Solange cortou uma goiaba ao meio e encontrou a situação destacada ao lado. a ) No caderno, elabore uma explicação baseada na teoria da geração espontânea para a situação ao lado. b ) Proponha também uma explicação baseada na teoria da biogênese. c ) Baseando-se no experimento do médico italiano Francesco Redi, faça um esquema representando um experimento para comprovar que a situação apresentada ao lado não é proveniente da geração espontânea.

14. Observe o esquema a seguir e responda às questões. Somma Studio

célula maior

célula fotossintetizante

cloroplasto

a ) Copie as frases a seguir no caderno, substituindo as letras em destaque pelas palavras correspondentes. • Na situação acima, uma célula A foi englobada por uma célula maior, sem ser digerida. • A mitocôndria e o cloroplasto são organelas que apresentam B em seu interior. • Evidências sugerem que as C são descendentes de células procarióticas que realizavam respiração e que foram englobados por células maiores. b ) No caderno, descreva o que acontece no esquema acima. Qual teoria explica esse esquema?

15. (Unifal) Do início da vida na Terra até o aparecimento dos seres vivos atuais aconteceram vários eventos, como por exemplo: I ) formação das primeiras células; II ) formação de moléculas orgânicas complexas; III ) aparecimento de organismos capazes de produzir alimentos pela fotossíntese; IV ) surgimento dos primeiros organismos aeróbicos.* *Se necessário, lembre aos alunos que os organismos aeróbicos são aqueles que necessitam de gás oxigênio para obter energia. **Oriente os alunos a resolverem as questões de vestibular cujas alternativas são numeradas. Os valores das alternativas que respondem corretamente à questão devem ser somados e a resposta é o resultado da somatória.

Marque a alternativa que indica a ordem mais aceita, atualmente, para o acontecimento desses eventos. a ) I - II - IV - III b ) II - III - IV - I c ) I - IV - III - II d ) II - I - III - IV

16. (UFSC) Evidências indicam que a Terra tem aproximadamente 4,5 bilhões de anos de idade. A partir de sua formação até o aparecimento de condições propícias ao desenvolvimento de formas vivas, milhões de anos se passaram. Sobre a origem da vida e suas hipóteses, assinale a(s) proposição(ões) correta(s).** 01 ) O aparecimento da fotossíntese foi muito importante, pois através deste fenômeno alguns seres vivos passaram a ter capacidade de formar moléculas energéticas. 02 ) Segundo a hipótese heterotrófica, os primeiros seres vivos obtinham energia através de processos químicos bem simples como a respiração aeróbica. 04 ) As hipóteses heterotrófica e autotrófica foram baseadas em fatos comprovados que levaram à formulação da Lei da Evolução Química. 08 ) Os processos químicos nos seres vivos ocorrem dentro de compartimentos isolados do meio externo, em função da existência de uma membrana citoplasmática. 16 ) Em 1953, Stanley L. Miller, simulando as prováveis condições ambientais da Terra no passado, comprovou a possibilidade da formação de moléculas complexas como proteínas e glicídios. 32 ) Há um consenso entre os cientistas quanto à impossibilidade de serem formadas moléculas orgânicas fora do ambiente terrestre. 64 ) A capacidade de duplicar moléculas orgânicas foi uma etapa crucial na origem dos seres vivos.

40

g18_ftd_lt_1nob_u1_c2_024a043.indd 40

31/5/16 11:15 AM


Unidade 1

17. (Enem) Se compararmos a idade do planeta Terra, avaliada em quatro e meio bilhões de anos (4,5 x 109 anos), com a de uma pessoa de 45 anos, então, quando começaram a florescer os primeiros vegetais, a Terra já teria 42 anos. Ela só conviveu com o homem moderno nas últimas quatro horas e, há cerca de uma hora, viu­o começar a plantar e a colher. Há menos de um minuto percebeu o ruído de máquinas e de indústrias e, como denuncia uma ONG de defesa do meio ambiente, foi nesses últimos sessenta segundos que se produziu todo o lixo do planeta! O texto acima, ao estabelecer um paralelo entre a idade da Terra e a de uma pessoa, pre­ tende mostrar que: a ) a agricultura surgiu logo em seguida aos vegetais, perturbando desde então seu desen­ volvimento. b ) o ser humano só se tornou moderno ao dominar a agricultura e a indústria, em suma, ao poluir. c ) desde o surgimento da Terra, são devidas ao ser humano todas as transformações e perturbações. d ) o surgimento do ser humano e da poluição é cerca de dez vezes mais recente que o do nosso planeta. e ) a industrialização tem sido um processo vertiginoso, sem precedentes em termos de dano ambiental. O texto permite concluir que a agricultura começou a ser praticada há cerca de: a ) 365 anos.

b ) 460 anos.

d ) 10 000 anos.

e ) 460 000 anos

c ) 900 anos.

Na teoria do Big Bang, o Universo surgiu há cerca de 15 bilhões de anos, a partir da explo­ são e expansão de uma densíssima gota. De acordo com a escala proposta no texto, essa teoria situaria o início do Universo há cerca de: a ) 100 anos.

b ) 150 anos.

d ) 1 500 anos.

e ) 2 000 anos.

c ) 1 000 anos.

18. (Unicamp) Responda os itens abaixo: a ) De acordo com a hipótese heterotrófica da origem da vida, qual seria a composição quí­ mica da atmosfera da Terra primitiva? b ) Como os organismos fotossintetizantes modificaram a atmosfera primitiva da Terra, per­ mitindo o aparecimento de outras formas de vida?

19. (UEM) Sobre a origem da vida, segundo a Biologia, assinale a(s) alternativa(s) correta(s). 01 ) A vida na Terra teve início com o surgimento de uma bicamada fosfolipídica, que en­ volveu moléculas com capacidade de autoduplicação e metabolismo. 02 ) A panspermia sustenta que compostos orgânicos simples podem ter sido produzidos de maneira abiótica em vários pontos da Terra. 04 ) Um dos primeiros cientistas a formular ideias sobre a origem da vida foi Alexander Oparin, estudioso que produziu aminoácidos. 08 ) Atualmente a Ciência admite duas hipóteses sobre a origem da vida: a origem extra­ terrestre e a origem por evolução química. 16 ) A abiogênese foi contestada por Needlham e Joblot por meio dos famosos caldos nutritivos preparados à base de carne.

Refletindo sobre o capítulo

Veja as respostas das questões desta seção nas Orientações para o professor.

A Retome a resposta que você deu à questão 1 da página 25 sobre a formação do Universo e reveja a necessidade de complementá­la em seu caderno. B Por que a vida não se iniciou na Terra logo após sua formação? C Qual relação existe entre o esquema da origem das primeiras células e da teoria endossimbionte das páginas 34 e 35? Estudo da vida

41


Explorando o tema

Astrobiologia

A Astrobiologia é uma área da ciência que busca entender a origem, a evolução, a distribuição e o futuro da vida na Terra e no Universo. Entre os objetivos dos estudos nessa área estão:

• buscar planetas habitáveis, dentro ou fora do Sistema Solar, e as possíveis formas

Exoplaneta: planeta que se localiza fora do Sistema Solar e que orbita uma estrela.

de vida existentes nesses ambientes;

• identificar as condições necessárias para que a vida se inicie, desenvolva e evolua; • identificar as mudanças que ocorrem no ambiente e as relações que os seres vivos estabelecem com ele ao longo do tempo;

• determinar padrões para a detecção de vida e os limites para sua existência. Formas de vida extraterrestre Em Astrobiologia, os termos “forma de vida” ou “vida extraterrestre” referem-se aos microrganismos. Por serem mais resistentes e alguns apresentarem adaptações para sobreviver a ambientes distintos e adversos, como os que normalmente são encontrados espaço, o modelo de vida desses seres vivos é utilizado para os estudos dessa área.

Até setembro de 2015 foram descobertos e confirmados 1 890 exoplanetas. Alguns desses astros apresentam condições de temperatura que permitem a presença de água em estado líquido, uma exigência básica para a existência de vida. Embora determinadas condições não impeçam a ocorrência de algumas formas de vida, a água no estado líquido facilita o rearranjo entre diferentes moléculas, e a consequente formação de moléculas mais complexas. Por esta razão, a Astrobiologia considera um planeta habitável aquele que apresente água sob a forma líquida.

Água extraterrestre Veja a seguir alguns corpos celestes presentes em nosso Sistema Solar que, segundo estudos, possuem água no estado líquido assim como a Terra, e por isso são candidatos a abrigar alguma forma de vida.

Calisto (lua de Júpiter), Mimas (lua de Saturno), Triton (lua de Netuno) e Plutão (planeta-anão) são outros astros que podem apresentar condições para a existência de vida e, por isso, também são alvo de pesquisa da Astrobiologia.

(lua de Júpiter)

Ganímedes

Possui 25% de água congelada, dos quais uma fração pode estar sob a forma líquida. No entanto, ainda não é possível afirmar se Ceres possui ou não camadas de água em estado líquido ou oceanos no subsolo.

Acredita-se que possua um mar sob sua crosta gelada e, em alguns locais, podem existir lagos com água líquida sobre a superfície. Evidências mostram que o fundo de seu oceano pode abrigar fontes hidrotermais, similares às existentes na Terra.

A maior lua do Sistema Solar possui um oceano subterrâneo com grande quantidade de sais dissolvidos em água. Além desse oceano, estudos apontam para a existência de várias camadas de gelo e água entre sua crosta e o núcleo.

(lua de Júpiter)

JPL/NASA/SPL/Latinstock

NASA

(planeta-anão)

Europa

NASA/JPL- Caltech/Ucla/mps/ dlr/ida/SPL/Latinstock

Ceres

42

g18_ftd_lt_1nob_u1_c2_024a043.indd 42

31/5/16 11:18 AM


A ideia sobre vida em outros planetas é antiga. Essa discussão se tornou cada vez mais acirrada conforme novas teorias e evidências experimentais surgiam. Confira abaixo.

1514 Nicolau Copérnico (1473-1543)

Físico polonês que retomou o tema após muito tempo sem estudos a respeito. 300 a.C.

Epicuro 341-271 a.C. Primeiro filósofo grego com registros sobre o tema.

2009 Sonda Kepler

1984 ALH84001

Lançada em 2009 com o objetivo de identificar possíveis planetas fora do Sistema Solar que possuam condições semelhantes às da Terra. São os chamados exoplanetas.

Meteorito de origem marciana descoberto no ano de 1984 na Antártida, e que parecia conter microrganismos. Estudos descartaram essa possibilidade, mas identificaram moléculas orgânicas similares às de seres vivos.

1500

1900

Unidade 1

Antigas e novas suposições

2000

1908 Svante Arrhenius (1859-1927)

1924/1953 Alexandr Oparin e Stanley Miller

Químico sueco que popularizou a hipótese da Panspermia, alavancando estudos na área.

O primeiro cientista propôs a teoria sobre a origem da vida na Terra e o segundo fortaleceu essa teoria por meio de experimentações.

2011 Kepler-452b Exoplaneta descoberto pela sonda Kepler que apresentou mais condições para abrigar vida.

Veja as respostas das questões desta seção nas Orientações para o professor.

a ) Suponha que o planeta Kepler-452b possa abrigar vida. Qual seria a condição básica necessária para que isso ocorra? Se necessário, realize uma pesquisa sobre o assunto. b ) A teoria de Oparin e Haldane dá suporte à teoria sobre a existência de vida fora da Terra. Explique essa afirmação. c ) Forme um grupo com seus colegas e conversem sobre quais poderiam ser os impactos científicos caso fosse confirmada a existência de vida extraterrestre. Em seguida, escreva suas conclusões no caderno e apresentem para o restante da turma. d ) A Astrobiologia também procura na Terra informações que possam ser utilizadas na busca de vida extraterrestre. Faça uma pesquisa e verifique quais ambientes terrestres são de interesse da Astrobiologia e o porquê.

Ceres: 1 000 km de diâmetro. Encélado: 500 km de diâmetro. Europa: 3 130 km de diâmetro. Ganímedes: 5 268 km de diâmetro. Marte: 6 790 km de diâmetro. Titã: 5 150 km de diâmetro.

(lua de Saturno)

Marte

Acredita-se que, nesta lua de Saturno, exista um reservatório de água líquida abaixo de uma camada espessa de gelo. Pesquisas recentes sugerem que pode haver atividade hidrotermal neste oceano, o que caracterizaria ambiente potencialmente sustentável para organismos.

Estudos indicam que este astro abrigou vida cujo crescimento foi interrompido. No entanto, pesquisas afirmam que ele possui todos os materiais e elementos para ser considerado um planeta como a Terra, como moléculas orgânicas, água no estado líquido, temperaturas adequadas e chuvas.

Marte apresenta água congelada em seus polos. Além disso, em 2015 foi confirmada a existência de água líquida em Marte. Uma sequência de imagens mostrou a formação de rios temporários durante o verão marciano. Agora, os cientistas buscam evidências sobre a presença de seres vivos nessas áreas.

(planeta)

NASA

NASA

(lua de Saturno)

Titã

NASA

Encélado

Astros (dimensões)

Estudo da vida

g18_ftd_lt_1nob_u1_c2_024a043.indd 43

43

6/7/16 2:34 PM


unidade Macrófago fagocitando a bactéria Shigella sp. (laranja). Aumento aproximado de 46 600 vezes.

44

Citologia


A Citologia é a área da Biologia que estuda as células, unidades estruturais e funcionais dos seres vivos. O conhecimento da estrutura, da composição química e do metabolismo das células auxilia na compreensão da complexidade dos organismos vivos. No último século, esse conhecimento foi sendo aprofundado com o aperfeiçoamento dos microscópios, pois, devido ao seu pequeno tamanho, a maioria das células é observável somente por meio desses instrumentos.

SPL/Latinstock

Nesta unidade, vamos estudar as células, suas estruturas, sua constituição química e como utilizam e produzem energia por meio de seu metabolismo.

45


ph r bo Br oto b Har t e an ch Oy Mik hail Mat z / s titu cean og r ap hic In

ph r bo Br oto b Har t e an ch Oy Mik hail Mat z / s titu cean og r ap hic In

BlueOrange Studio/Shutters Mikhail Matz/Harbor Branch Oceanographic Institute tock.com

marca

Detalhe da célula de Gromia sphaerica (aumento aproximado de 1,5 vez).

Gromia sphaerica

capítulo

Gromia sphaerica, protozoário unicelular encontrado no fundo do mar das Bahamas, no oceano Atlântico. As marcas deixadas por esse ser vivo estão preservadas no solo oceânico por causa da ausência de corrente marítima nessa região.

Introdução ao estudo das células Alguns seres vivos são compostos de milhões ou bilhões de células, enquanto outros possuem somente uma célula. A grande maioria das células possui um tamanho muito pequeno, o que impede sua visualização a olho nu. Ao associar essas informações, poderíamos afirmar que os organismos formados por uma única célula são visíveis somente com a utilização de equipamentos que ampliem sua imagem, como os microscópios. Apesar de essa afirmação ser verdadeira, para a maior parte dos seres vivos unicelulares, ela não é uma regra.

A) Bactérias são exemplos de seres vivos unicelulares; vegetais e animais são exemplos de seres vivos pluricelulares. C) A compreensão sobre a estrutura das células auxilia no entendimento das características básicas dos seres vivos.

46

Um exemplo é o protozoário Gromia sphaerica, um ser vivo encontrado no fundo de oceanos, formado de uma única célula. A maioria dos protozoários possui tamanhos microscópicos, como algumas espécies de amebas que podem atingir 0,0003 m de diâmetro ou 300 µm (lê-se 300 micrômetros). Já a Gromia sphaerica tem aproximadamente 0,03 m de diâmetro, ou 3 centímetros, e, portanto, é facilmente visível a olho nu. A

Você conhece outro exemplo de ser vivo unicelular? E de um ser pluricelular?

B

Embora completamente diferentes, todos os seres vivos são compostos por células. Você saberia dizer quais estruturas celulares são compartilhadas por todos os seres vivos? Membrana plasmática, citoplasma, ribossomos e material genético.

C

Qual é a importância do estudo das células?


O microscópio e o estudo das células Unidade 2

A Citologia e diversas outras áreas do conhecimento tiveram seu início e sua evolução diretamente relacionados à criação e ao desenvolvimento dos microscópios. Desde o século XIII, diversos profissionais trabalhavam na fabricação de lentes para produzir óculos. Por volta de 1595, o fabricante de lentes holandês Zacharias Janssen (1580-1638) percebeu que ao posicionar duas lentes a determinada distância uma da outra era possível ampliar várias vezes a imagem de um objeto pequeno.

in

st

o

ck

n of G rea t Br i t a

in

L / SP

/L

at

Vários anos após essa descoberta, o físico inglês Robert Hooke (1635-1703) utilizou esse princípio para construir um microscópio de partes móveis, com o qual realizou diversas observações.

Ins t

y al Ro

Ilustração de células da cortiça feita por Robert Hooke no século XVII.

rc

he

rs

/L

at

ins

to

ck

Outros pesquisadores e inventores construíram diferentes microscópios com os quais realizaram observações importantes. É o caso de Anton van Leeuwenhoek, que, em 1673, descreveu células animais utilizando um microscópio que continha somente uma lente.

i t u t io

Em uma das suas análises, Hooke observou um pedaço de cortiça, material de origem vegetal, e percebeu a presença de pequenos espaços regulares, os quais denominou pequenas celas ou células. No mesmo ano, publicou o livro Micrographia que continha diversas ilustrações sobre suas observações microscópicas.

Microscópio com partes móveis e sobreposições de lentes, construído por Robert Hooke.

SPL/Latinstock

Ph

ot

oR

es

ea

Microscópio desenvolvido por Anton van Leeuwenhoek. Ele era portátil e foi construído com uma única lente.

Teoria celular Durante aproximadamente 200 anos após as primeiras observações feitas por Robert Hooke, os microscópios foram sendo aperfeiçoados, permitindo um grande avanço nos estudos das células. Em 1838, o botânico alemão Matthias Schleiden (1804-1881) percebeu que todos os tecidos vegetais por ele observados eram compostos da mesma estrutura organizada de células. Um ano após Schleiden relatar esse fato, o fisiologista Theodor Schwann (18101882) afirmou que não somente os vegetais mas também os animais possuíam arranjos celulares em todos os seus tecidos. Schawnn propôs então a teoria celular, a qual afirmava que todos os seres vivos são constituídos de células, as unidades básicas da vida. Com os avanços dos estudos, a teoria celular foi revista e incorporou novos conceitos. Considerada um dos pilares da Biologia, atualmente, ela afirma que: • todos os seres vivos são formados por células, que podem variar em número, forma e função. Alguns organismos podem ser formados por apenas uma célula; • o interior das células é o local onde ocorrem as reações químicas, responsáveis pelo metabolismo do ser vivo; • uma célula só pode se originar de outra célula. Nesse processo, a célula-filha recebe as informações hereditárias da célula-mãe. Citologia

g18_ftd_lt_1nob_u2_c3_p044a057.indd 47

47

31/5/16 2:34 PM


Primeiras características observadas nas células O aperfeiçoamento dos microscópios possibilitou analisar algumas estruturas que se repetiam a cada observação e que se tornaram fundamentais para a identificação celular: o núcleo e o citoplasma. Essas estruturas celulares já haviam sido observadas antes dos estudos de Matthias Schleiden e de Theodor Schawnn e foram muito importantes para que a teoria celular fosse elaborada.

Estrutura básica de uma célula animal e de uma célula vegetal Célula animal.

Célula vegetal. núcleo parede celular núcleo membrana plasmática

citoplasma membrana plasmática

citoplasma

O citoplasma foi descrito por diversos estudiosos como uma substância transparente e gelatinosa, a qual parecia aprisionar grânulos em seu interior. Posteriormente à elaboração da teoria celular, essa substância foi chamada de protoplasma e depois de citoplasma, nome que se mantém atualmente. O núcleo já havia sido descrito por diversos cientistas, mas foi assim nomeado em 1833 pelo botânico escocês Robert Brown (1773-1858). Theodor Schawnn percebeu que o núcleo estava presente somente em células animais e vegetais, e tanto ele quanto Schleiden revelaram sua importância para a manutenção da célula.

Os microscópios e a observação das células Diferentemente dos microscópios usados pelos pesquisadores na época de Robert Hooke, os atuais permitem observar estruturas muito menores do que as células, podendo chegar a níveis atômicos. Existem dois tipos principais de microscópios: o microscópico fotônico, também chamado de microscópio de luz ou microscópio óptico (MO), e o microscópio eletrônico (ME), cujas características serão estudadas adiante. A função desse instrumento não é só ampliar a imagem, mas também aumentar o poder de resolução do olho humano. Ampliar a imagem é o mesmo que utilizar uma lupa para observar o aumento da proporção de um objeto em um livro, por exemplo. Já o poder de resolução refere-se ao ato de observar esse mesmo objeto ou ser com detalhes definidos, isto é, nítidos. Por exemplo, um microscópio óptico tem um limite de resolução de 0,0002 mm ou 0,2 µm (lê-se 0,2 micrômetros), ou seja, essa é a mínima distância em que dois pontos aparecem individualizados no microscópio. Já o ser humano pode enxergar somente objetos até 0,1 mm ou 100 µm (lê-se 100 micrômetros), ou seja, dois pontos separados por uma distância inferior a essa parecem ser um só quando vistos a olho nu.

1

Dois objetos visualizados com baixo poder de resolução.

2

Dois objetos visualizados com maior poder de resolução.

s : S omma

St u

di

o

O microscópio óptico possui uma resolução que permite observar com nitidez amostras aumentadas entre 500 e 1 000 vezes. O microscópio eletrônico possui uma resolução bem maior, em média de 0,000005 mm ou 5 nm (lê-se 5 nanômetros), permitindo que sejam observadas com nitidez amostras aumentadas de 200 a 400 mil vezes.

Il u

str

açõ e

1

2

48

Ilustração produzida com base em: Michigan State University. Cell structure and function. Disponível em: <https://s10.lite.msu.edu/res/ msu/botonl/b_online/library/biology107/bi107vc/ fa99/terry/cells.html>. Acesso em: 28 abr. 2016.


Tipos de microscópio Os microscópios ópticos ou de luz utilizam a radiação da luz visível, e os eletrônicos, a radiação de feixe de elétrons. Unidade 2

De maneira geral, os microscópios ópticos são utilizados para observar células inteiras, enquanto os eletrônicos são usados para a observação de detalhes das estruturas presentes no interior das células. Existem diferentes tipos de microscópios ópticos e eletrônicos, e cada tipo possibilita um determinado estudo sobre a estrutura celular.

Microscópio óptico ou de luz

Marek Mis/SPL/Latinstock

Entre os diferentes tipos de microscópios ópticos estão o de campo claro, de campo escuro, de contraste de fase e de fluorescência. Microscopia de campo claro Os microscópios de campo claro podem ser utilizados para observar células vivas ou mortas que receberam substâncias que lhes conferem cor. As células coradas são observadas em um fundo claro, que dá origem ao nome do microscópio.

Michael Abbey/Science Source/Latinstock

Protozoários Euglena sp. (aumento aproximado de 100 vezes).

Microscopia de contraste de fase

Protozoário Paramecium multinucleatum (aumento aproximado de 100 vezes). John Durham/SPL/Latinstock

A microscopia de contraste de fase é utilizada para observar células vivas. A luz passa diretamente através das células, sendo alterada conforme o índice de refração das estruturas celulares. Por exemplo, o núcleo celular é mais denso do que a membrana plasmática, assim, a passagem da luz é retardada no núcleo em relação à sua passagem pela membrana plasmática, fazendo surgir diferentes efeitos luminosos que possibilitam a identificação dessas estruturas celulares.

Microscopia de campo escuro Os microscópios de campo escuro também são utilizados para observar células vivas. Neles, a luz atinge as células e gera um efeito de refração em suas estruturas, tornando totalmente escura a visualização ao redor das células. Essa característica facilita a observação de estruturas não visíveis no microscópio de campo claro.

J. Zbaeren/Eurelios/SPL/Latinstock

Parte de um musgo (aumento aproximado de 165 vezes).

Microscopia de fluorescência As células observadas nesse tipo de microscópio recebem um tratamento com marcadores fluorescentes. Esses marcadores possuem moléculas que aderem às estruturas celulares e refletem com maior intensidade determinadas cores. O comprimento de onda em que a fluorescência é emitida é captado pelo microscópio para a formação da imagem da preparação. Células endoteliais, que revestem os vasos sanguíneos internamente (aumento aproximado de 350 vezes).

Citologia

g18_ftd_lt_1nob_u2_c3_p044a057.indd 49

49

31/5/16 2:37 PM


Microscópio eletrônico Os microscópios eletrônicos emitem feixes de elétrons que possuem um comprimento de onda muito menor do que o da luz visível. Essa característica possibilita que o limite de resolução desses microscópios seja maior do que o dos microscópios ópticos, permitindo que as imagens possam ser ampliadas milhares de vezes. O uso desses instrumentos proporcionou estudo refinado das estruturas celulares que, ao ser complementado por técnicas bioquímicas, tem aprofundado os conhecimentos sobre a biologia dos seres vivos.

Steve Gschmeissner/SPL/Latinstock

Entre os tipos de microscópio eletrônico que existem, destacam-se o microscópio eletrônico de transmissão (MET), em inglês scanning electron microscope (SEM); e o microscópio eletrônico de varredura (MEV), em inglês transmission electron microscope (TEM ). Microscópio eletrônico de transmissão (MET) Nesse tipo de microscópio, um feixe de elétrons é direcionado para a amostra e, ao atravessá-la, sofre diferentes desvios, conforme a densidade da amostra. O feixe de elétrons continua até atingir uma tela fluorescente, na qual são projetados os elétrons para a observação pelo olho humano. Com isso, determinadas regiões da tela ficam mais escuras indicando que nesses locais houve maior desvio de elétrons. As regiões mais claras, por sua vez, indicam que os elétrons atravessaram regiões menos densas da amostra e, por isso, desviaram menos e marcaram mais a tela. O MET possibilita aumentos variados de 1 000 a 200 000 vezes.

Steve Gschmeissner/SPL/Latinstock

Eosinófilo, uma das células de defesa presente no sangue (aumento aproximado de 5 000 vezes).

Microscópio eletrônico de varredura (MEV) O microscópio eletrônico de varredura também faz uso de um feixe de elétrons que é continuamente desviado da amostra, atingindo-a ponto a ponto. Ao ser atingida, a amostra libera outros elétrons que se dirigem para um coletor e este analisa suas intensidades transformando-os em pontos de maior ou menor luminosidade em um vídeo. Dessa maneira, a imagem pode ser vista tridimensionalmente, sendo possível, inclusive, observar sombras de relevos. O MEV possui uma resolução menor do que o MET, mas é possível observar células e tecidos intactos.

Linfócito canceroso, célula de defesa presente no sangue que se tornou cancerosa (aumento aproximado de 10 000 vezes).

Biologia e Tecnologia

Visão microscópica Acesse o site da Universidade de São Paulo (USP) e veja imagens obtidas por diferentes tipos de microscópios:

••<http://tub.im/ xgwcwq>.

Acesso em: 8 fev. 2016.

Microscópio atômico

Microscópio mais potente do mundo é desenvolvido no Japão […] A empresa japonesa […] desenvolveu o microscópio com maior resolução do mundo, capaz de realizar observações em nível atômico, informou a empresa. Após quase cinco anos de pesquisa, o microscópio eletrônico de transmissão (MET) foi terminado esta semana. Ele é capaz de oferecer uma resolução de 43 pi­ cômetros (unidade que equivale à bilionésima parte de um metro), ou seja, me­ nos da metade do raio da maioria dos átomos. […] MICROSCÓPIO mais potente do mundo é desenvolvido no Japão. Veja.com, São Paulo, 20 fev. 2015. Disponível em: <http://veja.abril.com.br/noticia/ciencia/microscopio-mais-potente-do-mundo-e-desenvolvido-no-japao/>. Acesso em: 23 fev. 2016.

50

g18_ftd_lt_1nob_u2_c3_p044a057.indd 50

31/5/16 2:41 PM


Preparo das células para análise microscópica Unidade 2

A grande maioria das células é transparente quando observada em diversos microscópios. Para que possam ser visualizadas, elas precisam de algum tipo de preparo, que pode ser realizado por meio de diferentes técnicas. O tipo de técnica utilizada no preparo da célula está diretamente relacionado ao tipo de microscópio ou à estrutura que se deseja observar, de modo que uma estrutura celular não visível em determinado microscópio passa a ser observável com uma simples alteração na técnica de preparo. Para a observação nos microscópios ópticos, algumas técnicas básicas são amplamente utilizadas, tais como a fixação, a inclusão e a coloração.

Técnicas de preparo celular para visualização em microscópio óptico Fixação Fragmentos de tecido mergulhados em uma solução de fixação.

Quando uma amostra de tecido é separada para observação, suas células sofrem um processo chamado autólise, no qual moléculas específicas do citoplasma (enzimas) realizam sua digestão. A fixação é a técnica que evita essa digestão, permitindo que a célula esteja o mais intacta possível para a observação ao microscópio.

micrótomo

Inclusão Para ser observado ao microscópio, é necessário que o material seja translúcido, uma vez que a imagem forma-se quando o feixe de luz o atravessa. Uma possiblidade é seccionar o material em partes bem finas, que permitam a passagem da luz através da amostra, facilitando, assim, sua observação. Após ser fixado, o tecido sofre uma desidratação por etanol, no qual a água é retirada e substituída por parafina ou resina plástica. A amostra de tecido é então colocada em uma estufa para que a parafina se solidifique. Esse processo permite que o tecido mais rígido possa ser levado ao micrótomo, um equipamento que irá seccionar a amostra com cortes de 1 a 10 µm (lembre-se que 1 µm = 0,001 mm). Após seccionado, o corte é colocado sobre uma lâmina que é aquecida para liberar a parafina e permitir que as células se fixem nela.

amostra em parafina

Ilustrações: Somma Studio

lâmina do micrótomo

Coloração

lâmina

s k c

G l a d d e n W il l i D r. i t e d / S P L / L as , V is t in ua l im n st l U o

Por fim, o tecido sobre a lâmina será corado. Existem diferentes tipos de corantes, e os mais utilizados na microscopia óptica são a hematoxilina e a eosina. Quando utilizados em conjunto, esses corantes formam a coloração HE. A hematoxilina é um corante de cor azul que possui propriedades básicas. Quando aplicado, somente as estruturas ácidas das células são coradas, tais como o DNA e o RNA, moléculas presentes no núcleo, fazendo com que esta estrutura apareça em azul. Já a eosina é um corante ácido avermelhado, que irá corar os componentes celulares com propriedades básicas em tons róseos, como no caso do citoplasma.

corte de tecido

Epitélio estratificado de língua humana corado com HE (aumento aproximado de 100 vezes).

Para o preparo das células na microscopia óptica são usados diferentes corantes, como o azul de metileno, a orceína, a giemsa, o azul-de-toluidina, o orange-de-acridina, o azul-de-alcian, além de corantes naturais* como o carmim e o urucum, cada um deles com finalidades específicas.

*A hematoxilina também é um corante natural extraído da planta Haematoxylum campechianum. Citologia

g18_ftd_lt_1nob_u2_c3_p044a057.indd 51

51

31/5/16 2:43 PM


Matemática

Escalas microscópicas As estruturas biológicas, assim como tudo ao nosso redor, podem ser reunidas em dois grandes grupos: o de dimensão macroscópica ou visível a olho nu e o de dimensão microscópica, cuja observação pelo ser humano só é possível com o uso de equipamentos específicos, como os microscópios ópticos ou eletrônicos.

Encontro com...

As escalas microscópicas envolvem tamanhos bastante diminutos e que, normalmente, são expressos por subdivisões da unidade metro (m). Observe-as no quadro abaixo.

Unidade de medida

Equivalência em metro (m)

milímetro (mm)

10 -3 m

micrômetro (µm)

10 -6 m

nanômetro (nm)

10 -9 m

ângstrom (Å)

10 -10 m

Para facilitar a representação e a leitura de números muito grandes ou pequenos demais, é possível escrevê-los sob a forma de notação científica, que tem reduzido número de dígitos e se baseia no uso de potências de base 10. Veja.

a é um número maior que 1 e menor do que 10

a 10

n

n é um número inteiro

A transformação de um determinado valor numérico em notação científica envolve o deslocamento da vírgula para a esquerda ou para a direita, o equivalente a multiplicar ou dividir o número por dez, respectivamente. Assim, o expoente corresponde ao número de casas decimais que a vírgula avançou. Se o avanço da vírgula for para a direita, o expoente é negativo; se for para a esquerda, é positivo.

DIMENSÃO MACROSCÓPICA Microscopia óptica

Ilustrações: Somma Studio/Rogério Casagrande

101 m

52

10 0 m

10 –1 m

10 –2 m

10 –3 m

10 –4 m


Distância entre a Terra e o Sol.

B

Diâmetro de um eritrócito, uma célula sanguínea.

Comprimento da bactéria Escherichia coli. 0,000002 m

2 = 2 . 10-6 m 1 000 000

7,5 = 7,5 . 10-6 m 1 000 000 Tim Vernon/SPL/Latinstock

C

0,0000075 m

D

Espessura da molécula de DNA.

Somma Studio

1,496 . 100 000 000 = 1,496 . 108 m

Steve Gschmeissner/SPL/lLatinstock

149 600 000 m

Unidade 2

A

Susumu Nishinaga/APL/Latinstock

cla78/Shutterstock.com

Agora, observe alguns exemplos de uso de notações científicas.

E

Comprimento da molécula de etanol. 2 = 2 . 10-9 m 1 000 000 000

0,000000002 m

0,00000000044 m

4,4 . 10-10 m

Algumas potências de base dez podem ser substituídas por letras. Veja. 10 -3

m (mili)

10 -6

µ (micro)

10

n (nano)

10

Å (angstrom)

-9

-10

E representadas da seguinte forma:

• diâmetro de um eritrócito:

• espessura da molécula de DNA:

• comprimento da E. coli:

• tamanho da molécula de etanol:

7,5 . 10 -6 m 2 . 10 -6 m

2 . 10 -9 m

7,5 µm

4,4 . 10 -10 m

2 µm

2 nm

4,4 Å

1. O picômetro também é uma subdivisão da unidade metro. Faça uma pesquisa e escreva sua notação científica.

1. Resposta esperada: um picômetro é 0,000000000001 metros = 1 . 10 -12 m

1 pm

DIMENSÃO MICROSCÓPICA Microscopia eletrônica

10 –5 m

10 –6 m

10 –7 m

10 –8 m

Dimensão atômica

10 –9 m

10 –10 m

Citologia

53


Tipos celulares Como vimos anteriormente, o avanço da microscopia possibilitou estudos mais detalhados da estrutura celular, e os cientistas perceberam que as células apresentavam dois padrões básicos de organização. No primeiro padrão, eles observaram células que continham núcleo celular organizado, o qual guardava o material genético. Essas células foram denominadas eucarióticas (do grego, eu significa verdadeiro; karyon, núcleo), e os organismos que apresentam esse tipo de célula passaram a ser chamados de eucariotos, entre eles os protozoários, as algas, os fungos, os animais e as plantas. Além da presença de um núcleo, identificaram que as células eucarióticas possuem organelas delimitadas por membranas, cada qual com uma função definida. Outro tipo celular observado foram as células procarióticas (do grego, pro significa antes; karyon, núcleo). Eles descobriram que essas células são mais simples em seu arranjo do que as células eucarióticas, pois não possuem núcleo nem estruturas membranosas em seu interior. As arqueobactérias e as bactérias são organismos procariotos. Em geral, eles são bem menores do que as células eucarióticas e são formados por uma única célula, embora, em determinadas situações, possam se unir para formar estruturas multicelulares, como é o caso das colônias de bactérias, por exemplo. Apesar das diferenças, sabe-se que as células procarióticas e as eucarióticas possuem algumas características comuns, como a presença de membrana plasmática e o metabolismo. Célula eucariótica animal.

retículo endoplasmático liso

Célula eucariótica vegetal. núcleo

DNA

retículo endoplasmático granular

DNA núcleo

retículo endoplasmático agranular

ribossomo ribossomo

citoplasma retículo endoplasmático granular

membrana plasmática complexo golgiense

centríolo peroxissomo

Representação de uma célula animal mostrando suas principais estruturas e organelas.

peroxissomo cloroplasto mitocôndria

Ilustrações produzidas com base em: CAMPBELL, N. A. et al. Biology. 8. ed. San Francisco: Pearson Benjamin Cummings, 2009. p. 98-101.

DNA

Ilustrações: A7 Estudio

ribossomo Representação de uma célula procariótica mostrando suas principais estruturas.

parede celular membrana plasmática

54

flagelo citoplasma

citoplasma

Representação de uma célula vegetal mostrando suas principais estruturas e organelas.

Célula procariótica. cílio

parede celular

vacúolo

mitocôndria

lisossomo

membrana plasmática

complexo golgiense

E os vírus? * Os vírus não possuem membrana plasmática, não possuem metabolismo para produzir energia, e dependem de células hospedeiras para se multiplicar. Essas são algumas das características que fazem com que os vírus não sejam considerados seres vivos por grande parte dos cientistas. *Os vírus serão estudados com mais detalhes no volume de 2o ano desta coleção.


Oficina de Biologia

Materiais

Unidade 2

A microscopia óptica possibilita a observação de algumas estruturas não visíveis a olho nu e, para isso, muitas vezes faz uso de corantes específicos. Mas de que maneira os corantes podem auxiliar na observação de estruturas celulares? Para responder a esta questão, realize a atividade a seguir.

*Antes da realização da atividade, calcule quantos bulbos de cebola serão necessários e deixe-os cortados em quatro partes.

• •bulbos de cebola divididos em quatro partes *

• •2 lâminas para microscopia • •2 lamínulas • •conta-gotas • •água

••pinça de metal ••corante azul de metileno ••fita adesiva ••caneta esferográfica ••papel toalha

Mãos à obra A Enumere as lâminas como I e II utilizando a fita adesiva e a caneta esferográfica.

D Com o conta-gotas, pingue uma gota de água sobre a película da lâmina I. Em seguida, cubra com a lamínula.

stú aE am or nh se De s: õe aç str Il u

C Divida a película em duas partes. Coloque uma das partes da película sobre a lâmina I e a outra sobre a lâmina II.

dio

B Pegue uma das partes do bulbo de cebola e, com a pinça, retire cuidadosamente a película que recobre a folha do bulbo de cebola.

E Acrescente uma gota de corante azul de metileno sobre a película da lâmina II e cubra com a lamínula. F Retire o excesso de água e corante da lâmina usando um pedaço de papel toalha. G Utilizando a objetiva de 10×, observe as lâminas I e II ao microscópio óptico. Verifique quais estruturas são mais fáceis de serem identificadas em cada lâmina.

Para pensar

Veja as respostas das questões desta seção nas Orientações para o professor.

1. Que estruturas celulares você observou em cada lâmina? 2. Quais diferenças você notou ao observar as duas lâminas? 3. Como o corante pode auxiliar na observação de células no microscópio? 4. No caderno, faça um desenho representando as imagens observadas no microscópio para as lâminas I e II e identifique as estruturas celulares observadas.

Citologia

g18_ftd_lt_1nob_u2_c3_p044a057.indd 55

55

31/5/16 2:46 PM


Atividades

Responda as atividades no caderno.

Veja as respostas das questões desta seção nas Orientações para o professor.

1. Quais são as principais diferenças entre as células eucarióticas e as procarióticas? 2. Quais são as principais diferenças entre uma célula vegetal e uma animal? 3. Quais as principais características que uma célula animal, uma célula vegetal e uma célula bacteriana apresentam em comum?

4. Leia o trecho da reportagem a seguir e responda às questões. […] As dúvidas existentes no final do século 19 sobre a natureza dos neurônios e a estru­ tura do cérebro podem ser vistas como reflexo do lento amadurecimento da chamada teoria celular – segundo a qual os seres vivos são formados de unidades muito pequenas, as células. O estabelecimento dessa teoria, em debate desde o início daquele século, exi­ giu estudos de vários cientistas e avanços na técnica de microscopia. No entanto, a simples observação nos microscópios da época, ainda rudimentares, nem sempre era suficiente para que a existência das células fosse aceita por todos. Para isso, foi necessário um conjunto de transformações históricas e conceituais, carac­ terizando o que é chamado de mudança de paradigma. Essas transformações ocorreram ao longo de 200 anos, desde que o inglês Robert Hooke (1635-1703), usando um microscó­ pio que ele construiu, observou e registrou, em 1663, curiosas estruturas em uma fatia de cortiça e deu a elas o nome de “células” (na verdade, eram paredes mortas). A teoria celu­ lar moderna, no entanto, só começaria a ser esboçada em 1839 pelos alemães Mathias Schleiden (1804-1881) e Theodor Schwann (1810-1882), e o papel das células como unida­ des básicas da vida só caminharia para a aceitação unânime décadas depois, com os trabalhos de Robert Remak (1815-1865) e Rudolf Virchow (1821-1902), também alemães. […] SILVA, Luiz Carlos Santana da; MESSIAS JÚNIOR, Nazário de Souza. Golgi, Cajal e o Nobel de 1906: controvérsia célebre marcou o encontro entre a teoria celular e a neurociência. Ciência Hoje, Rio de Janeiro, jan./fev. 2013 v. 50, n. 300, p. 70-72.

a ) De que maneira a microscopia auxiliou na elaboração da teoria celular? b ) De acordo com essa reportagem, o conhecimento científico é algo pronto e acabado ou pode sofrer alterações ao longo do tempo? Justifique. c ) A teoria celular foi aceita prontamente por toda a comunidade científica? Por que você acha que isso ocorreu? d ) Qual o nome da teoria proposta por Theodor Schwann? O que ele afirmava?

5. Leia o trecho da reportagem a seguir e responda às questões.

Microscópio odontológico auxilia na precisão de tratamentos Segurança, rapidez e perfeição da imagem são alguns dos atributos da microscopia utilizada a favor da odontologia. Amplamente usado na medicina tradicional, o micros­ cópio também está presente para auxiliar os dentistas a alcançar melhores resultados em benefício dos pacientes. [...] O microscópio odontológico é um equipamento que permite o aumento na ilumina­ ção e na ampliação do campo operatório, fazendo com que o profissional trabalhe com mais precisão. [...] MICROSCÓPIO odontológico auxilia na precisão de tratamentos. Paraíba Total. Disponível em: <www.paraibatotal.com.br/ noticias/2015/11/30/42018-microscopio-odontologico-auxilia-na-precisao-de-tratamentos>. Acesso em: 23 fev. 2016.

56


a ) É possível identificar a importância do microscópio por meio dessa reportagem? Justifique.

Unidade 2

b ) Essa reportagem comenta uma evolução do microscópio. Faça uma pesquisa e monte no caderno uma linha do tempo com fatos que resumam a história do microscópio, desde sua invenção até os dias atuais.

6. Observe as micrografias a seguir, obtidas por meio de um microscópio eletrônico de transmissão. membrana nuclear

cloroplasto

membrana plasmática

lisossomo

B

C

parede celular

CNRI/SPL/Latinstock

Dr. Martha Powell/Visuals Unlimited, Inc./Latinstock

mitocôndria

membrana nuclear

Células de folha da ançarinha-branca (Chenopodium album). Aumento aproximado de 6 000 vezes.

parede celular material genético

Dr Gopal Murti/SPL/Latinstock

A

Macrófago presente no fígado. Aumento aproximado de 5 700 vezes.

Escherichia coli se dividindo por fissão binária. Aumento aproximado de 26 700 vezes.

No caderno, classifique as células apresentadas nas fotografias acima em procarióticas ou eucarióticas. Em seguida, classifique as células eucarióticas em animal ou vegetal. Para cada classificação, cite as características que você observou nas imagens para fazer esta diferenciação.

7. (UFMT) A teoria celular é um dos conhecimentos fundamentais e uma das mais importantes generalizações da história da Biologia. A ideia de que as células podem surgir espontaneamente perdeu credibilidade com as observações da divisão celular. Em relação à teoria celular, pode-se afirmar: a ) Todos os seres vivos são formados por células, exceto os vírus. b ) Toda célula origina-se por geração espontânea. c ) As reações metabólicas não ocorrem em nível celular. d ) A célula é a maior unidade estrutural básica do ser vivo.

8. (Fatec) A invenção do microscópio possibilitou várias descobertas e, graças ao surgimento dos microscópios eletrônicos, houve uma revolução no estudo das células. Esses equipamentos permitiram separar os seres vivos em procarióticos e eucarióticos, porque se descobriu que os primeiros, entre outras características, a ) possuem parede celular e cloroplastos. b ) possuem material genético disperso pelo citoplasma. c ) possuem núcleo organizado envolto por membrana nuclear. d ) não possuem núcleo e não têm material genético. e ) não possuem clorofila e não se reproduzem.

Refletindo sobre o capítulo

Veja as respostas das questões desta seção nas Orientações para o professor.

A Retome as respostas que você deu às questões da página 46 sobre estrutura celular e complemente-as, se necessário. B Observe a ilustração realizada por Robert Hooke, na página 47. A célula que ele observou era procariótica ou eucariótica? Quais são as principais características dessas células? C Qual a finalidade de existirem diferentes tipos de microscópios? D Por que a maioria das células precisa ser preparada antes de ser observada em um microscópio? Citologia

g18_ftd_lt_1nob_u2_c3_p044a057.indd 57

57

31/5/16 2:48 PM


Edson Grandisoli/Pulsar

capítulo

Paisagem do município de Poconé, no Pantanal Mato-Grossense, em 2015.

Química das células Leia o trecho do texto a seguir.

Os organismos vivos existentes em nosso planeta formam uma vasta e diversa ordem, variando de vírus, bactérias e protozoários até plantas florescentes, invertebrados e os animais “superiores”. Apesar dessa imensa diversidade, todas as formas de vida que conhecemos consistem nos mesmos elementos químicos e compartilham tipos semelhantes de moléculas orgânicas. [...] Todos os organismos vivos compartilham uma bioquímica comum – uma das evidências mais poderosas na sustentação de sua afinidade evolucionária –, a linha geral que corre através de todas as áreas de estudo biológico. [...] [...] À primeira vista, as propriedades dos sistemas vivos parecem decididamente maravilhosas e complexas demais para ser explicadas por uma mera mistura de elementos e compostos. Contudo, os sistemas vivos não são simples “caldos” químicos; em vez disso, eles são estruturas altamente organizadas e complexas chamadas de macromoléculas. Macromoléculas de [muitos tipos] participam na regulação e na direção das atividades químicas dentro das células vivas. [...] A) Os autores quiseram dizer que apesar das diferenças entre os seres vivos, seja na morfologia ou na constituição genética, eles são constituídos das mesmas moléculas e elementos químicos.

58

RANDALL, David; BURGGREN, Warren; FRENCH, Kathleen. Eckert, Fisiologia animal: mecanismos e adaptações. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2014. p. 34-5.

A O que os autores do texto quiseram dizer ao afirmar que os organismos vivos compartilham uma bioquímica comum? B Qual é a importância das macromoléculas?

As macromoléculas estão relacionadas às reações químicas no interior das células.

C Você conhece exemplos de macromoléculas? Quais?

Possíveis respostas: Carboidratos, lipídios, proteínas e ácidos nucleicos.


No capítulo anterior, estudamos o microscópio e como ele foi importante para o desenvolvimento do estudo das células. Também vimos que as células são constituídas basicamente por membrana celular, citoplasma e material genético. Essas estruturas, por sua vez, são formadas por substâncias químicas. As substâncias que constituem as células podem ser classificadas em inorgânicas e orgânicas. As substâncias orgânicas são aquelas que possuem carbono, elemento que pode estar ligado a átomos de hidrogênio, de oxigênio, de nitrogênio, de fósforo e de enxofre em sua constituição química. As inorgânicas são aquelas que usualmente não apresentam átomos do elemento químico carbono; exceto o dióxido de carbono. Vejamos alguns exemplos.

A divisão dos compostos químicos em orgânicos e inorgânicos data de mais de 200 anos. Acreditava-se que os compostos orgânicos eram os produzidos por seres vivos e os inorgânicos se referiam aos compostos minerais. Atualmente, a nomenclatura se mantém, mas os compostos orgânicos são os que apresentam carbono em sua composição, oriundos ou não de seres vivos.

Unidade 2

Substâncias inorgânicas e orgânicas

Água Como vimos no capítulo 2, um dos elementos que os astrônomos procuram para verificar se um planeta poderia abrigar vida é a existência de água, pois ela é a substância química mais importante na constituição celular. Ela é classificada como uma substância inorgânica e é o componente mais abundante das células e fluidos do corpo humano. O corpo de um recém-nascido, por exemplo, é constituído por cerca de 75% de água. No entanto, a quantidade de água vai se reduzindo ao longo dos anos e, em um adulto, esse valor é cerca de 57 a 60% do total de sua massa. A água possui algumas propriedades. Veja a seguir a representação de uma molécula. Formada pela união de dois átomos de hidrogênio e um de oxigênio, essa substância inorgânica é representada pela fórmula química H 2O. As moléculas de água permanecem unidas entre si por uma propriedade chamada de coesão. Cada molécula é mantida próxima à outra (coesas) por meio da força das pontes de hidrogênio (ou ligações de hidrogênio).

átomo de oxigênio

Resposta pessoal. Oriente os alunos a realizarem uma regra de três simples para fazer esse cálculo.

A coesão das moléculas é fundamental para o transporte de água e de nutrientes contra a gravidade no interior dos vasos condutores das plantas.

átomos de hidrogênio Somma Studio

Ilustração produzida com base em: RANDALL, D.; BURGGREN, W.; FRENCH, K. Eckert, Fisiologia animal: mecanismos e adaptações. 4. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2014. p. 39.

1. Calcule a quantidade aproximada de água em seu corpo, baseando-se na sua massa em kg. Anote no caderno.

Representação da interação entre moléculas de água por meio de pontes de hidrogênio.

ponte de hidrogênio

Uma atividade simples para demonstrar a capilaridade em plantas é colocar uma flor de cravo-branco em água misturada com corante. Após um tempo, as flores adquirem coloração mista, mostrando que a água foi absorvida e levada à outra parte da planta, nesse caso, do caule até a flor.

Mas como a água sobe até as folhas? Esse movimento da água, a capilaridade, ocorre por causa das forças de interação que há entre as moléculas de água com as paredes do tubo (caule da planta). Assim, as moléculas de água não se dispersam mesmo contra a gravidade.

Fotos: Adam HartDavis/SPL/Latinstock

Outra propriedade que pode ser vista nas plantas é chamada capilaridade. Você já notou que algum tempo após colocar água no prato de um vaso com uma planta a água desaparece? Isso acontece porque as raízes do vegetal absorvem água para levá-la a outras partes da planta.

Citologia

g18_ftd_lt_1nob_u2_c4_058a068.indd 59

59

31/5/16 2:50 PM


Dave Bevan/Alamy Stock Photo/Latinstock

Outra propriedade da água é a tensão superficial. Nesse caso, as moléculas de água sofrem forças de atração entre si e em todas as direções. As moléculas que estão na superfície sofrem atração somente das moléculas localizadas na horizontal e das que estão abaixo delas, pois em cima só existe ar. Como a quantidade de moléculas se atraindo é menor na superfície, há uma compensação e uma força maior nessa região, uma tensão. É como se houvesse uma película formada de moléculas na superfície da água, exercendo a tensão superficial. A água é chamada solvente universal, pois é capaz de dissolver diversas substâncias chamadas solutos. Por essa razão, ela atua no transporte de nutrientes, de gás oxigênio e de resíduos pelo corpo humano, possibilitando a ocorrência de diversas reações químicas. Inseto conhecido como alfaiate andando sobre a água. A tensão superficial forma uma película elástica e permite que seres vivos mais densos do que a água, como o inseto ao lado, caminhem sobre sua superfície.

Andrey_Kuzmin/Shutterstock.com

2. Qual das substâncias é hidrofílica, o sal ou o óleo? E qual é hidrofóbica?

B Nem toda substância pode ser dissolvida pela água. A fotografia A mostra um copo com água em que foi adicionada uma colher de sal. Note que não é possível identificar o sal visualmente. Já na fotografia B é possível perceber que o óleo não se dissolveu na água.

imagedb.com/Shutterstock.com

A

Água e sal.

Água e óleo.

Ser vivo adulto Alfaiate (Gerris lacustris): pode atingir cerca de 1 cm de comprimento.

2. O sal é hidrofílico, pois se dissolve na água, e o óleo é uma substância hidrofóbica, já que não se dissolve.

É importante manter o corpo hidratado durante a prática esportiva.

As substâncias que se dissolvem na água são chamadas hidrofílicas e as que não se dissolvem, hidrofóbicas. Além de possibilitar a ocorrência de diversas reações químicas, a água participa como reagente dessas reações. Ela possibilita reações de síntese de nutrientes, de enzimas e de hormônios do corpo humano. Por exemplo, ela atua na quebra de moléculas de nutrientes reduzindo seu tamanho para que possam ser absorvidas pelo corpo humano. Outra característica da água é que ela libera e absorve calor lentamente se comparada a outras substâncias. Ela possui um alto calor específico e, para que sua temperatura seja alterada, é necessário que receba ou perca grande quantidade de calor. Essa é uma das razões que explicam a manutenção da temperatura do nosso corpo e de alguns animais, mesmo quando as temperaturas do ambiente variam. Quando uma pessoa está em um ambiente muito quente, passa a perder água por meio da transpiração. Esse mecanismo auxilia no resfriamento do corpo e na manutenção da temperatura corpórea. Isso se deve ao fato de a água exigir uma grande quantidade de calor para mudar do estado físico líquido para o gasoso.

Halfpoint/Shutterstock.com

A água é um ótimo lubrificante que está presente na saliva, no muco e em outros fluidos corporais, e, além disso, reduz o atrito durante os movimentos das articulações, ligamentos e tendões. Ela é eliminada por meio da respiração, da trans piração, na urina e nas fezes e, por isso, é necessário repô-la bebe ndo cerca de dois litros de água por dia.

60


Os animais e as plantas que vivem em ambientes cujas condições são de escassez de água apresentam adaptações que lhes permitem sobreviver nesses locais. Os cactos, por exemplo, são plantas adaptadas a ambientes quentes e secos. O mandacaru é um cacto encontrado na Caatinga, região em que ocorrem chuvas por três meses, entre o verão e o outono, e seca no restante do ano. Assim, como os demais cactos, o mandacaru armazena água no caule e possui folhas modificadas em espinhos, o que diminui a superfície de perda de água. Muitos mamíferos são capazes de manter a temperatura do corpo constante, mesmo que ocorra variação na temperatura do ambiente. Uma das estratégias de resfriamento utilizada por eles é a transpiração. Quando as gotas de água produzidas durante a transpiração entram em contato com o ar, elas evaporam, pois retiram calor da superfície do corpo resfriando-o. A evaporação da água do organismo é considerada o meio mais eficiente para eliminar o excesso de calor do corpo, pois para evaporar 1 g de água são necessários 2 448 J (585 cal) de energia.

Mandacaru. Roland Seitre/Naturepl.com/Other Images

Além da transpiração, alguns vertebrados podem controlar a temperatura corporal por meio do ofego. Esse mecanismo se baseia na redução do calor excessivo do corpo por meio do sistema respiratório. Ao iniciar o ofego, o animal passa a respirar principalmente pela boca e, em alguns casos, começa a produzir maior quantidade de saliva ou muco nasal. Um exemplo de animal que utiliza essa estratégia para diminuir o calor corporal é o cão doméstico. Outros animais são mais ativos à noite, período em que as temperaturas geralmente são menores. Enquanto isso, eles permanecem em tocas, sem exposição à luz solar, evitando, assim, a dessecação e a perda de água por transpiração ou ofego.

Jerboa-de-orelha-grande. DEA/C.Dani/I.Jeske/Getty Images

O jerboa-de-orelha-grande é um pequeno mamífero que pode ser encontrado nos desertos da Mongólia e da China. Esse animal passa a maior parte do dia abrigado em sua toca, saindo em busca de insetos para se alimentar, de preferência, à noite. Há, ainda, animais que regulam sua temperatura corporal de acordo com a disponibilidade de água no ambiente em que vivem. Veja um exemplo ao lado. O dromedário é um mamífero que possui a temperatura corporal de, aproximadamente, 37 oC. No entanto, a temperatura do corpo desse animal pode atingir cerca de 40,5 ºC. Dessa forma, sua temperatura fica maior do que a do ambiente e o animal não precisa perder água (transpirar) para resfriar o corpo. Esse controle é necessário até que o animal encontre água disponível. Ser vivo adulto Dromedário: pode atingir 3,4 m de comprimento. Jerboa-de-orelha-grande: pode atingir de 22 cm a 25 cm de comprimento. Mandacaru: pode atingir de 3 m a 7 m de altura.

Dromedário.

Citologia

61

Unidade 2

Mauricio Simonetti/Pulsar

Adaptações dos seres vivos a ambientes com escassez de água


Sais minerais Os minerais (ou sais minerais) são substâncias inorgânicas que fazem parte da constituição dos seres vivos e dos elementos não vivos. Eles podem ser classificados como macrominerais (cálcio, fósforo, enxofre, sódio, potássio, cloro e magnésio), os quais são requeridos pelo corpo humano em quantidades superiores a 100 mg ao dia; e como microminerais ou elementos-traço (ferro, iodo, cobre, zinco, flúor, manganês, cobalto, cromo, selênio), necessários em quantidades inferiores. Veja no quadro a seguir a importância de alguns sais minerais. Mineral

Importância

Fontes

Cálcio

Participa da formação de ossos e dentes, da coagulação sanguínea, da contração muscular, da atividade do sistema nervoso e do metabolismo de carboidratos.

Leite, folhas verdes, gema de ovo, camarão, caranguejo e siri.

Cloro

Mantém o equilíbrio do pH do sangue e da quantidade de água no corpo humano, e está presente no suco gástrico.

Sal de cozinha em quantidades moderadas.

Cobalto

Faz parte da constituição da vitamina B12 e é essencial na formação dos glóbulos vermelhos.

Ovo, leite e carne.

Com o ferro, atua na síntese de hemoglobina. Está relacionado à produção de melanina, pigmento que confere a coloração dos olhos, pelos e cabelos.

Ovo, farinha de trigo integral, feijão, fígado, peixe, beterraba, espinafre e aspargo.

Faz parte da constituição de alguns hormônios, vitaminas e proteínas. É fundamental para o metabolismo celular (sistema antioxidante) e a respiração.

Fígado, carnes em geral, ovo, feijão e queijo.

Ferro

Compõe a molécula de hemoglobina, responsável pelo transporte de oxigênio às células do corpo humano.

Carne bovina, fígado, camarão, siri, caranguejo, gema de ovo, feijão, frutas secas e nozes.

Flúor

Atua na estrutura dos dentes e inibe o aparecimento de cárie.

Água tratada com flúor e cremes dentais.

Participa da formação dos ossos e dentes, auxilia o equilíbrio do pH do sangue, atua na contração muscular e em atividades do sistema nervoso, faz parte da estrutura de algumas enzimas, está envolvido no armazenamento de energia no corpo humano e compõe as moléculas de ácidos nucleicos.

Leite e derivados, carnes em geral e nozes.

Atua sobre a glândula tireoide na síntese de hormônios relacionados ao metabolismo.

Frutos do mar, óleo de fígado de bacalhau e sal de cozinha.

Magnésio

Relaciona-se ao funcionamento do tecido muscular e do tecido nervoso, e está presente na formação dos ossos. Faz parte da constituição de algumas coenzimas.

Vegetais de folhas verdes, frutos do mar e alimentos integrais.

Manganês

É responsável pela ativação de algumas enzimas, participa da síntese de hemoglobina, da formação da ureia, do crescimento, da formação dos ossos, da amamentação e da liberação de insulina (hormônio responsável pelo controle dos níveis de glicose no sangue).

Amendoim, nozes e alimentos integrais.

Atua na transmissão de impulsos nervosos e na contração muscular.

Banana, ervilha, lentilha, espinafre e tomate.

Sódio

Mantém o equilíbrio da quantidade de água do corpo humano, auxilia na manutenção do pH do sangue, participa da condução de impulsos nervosos e da contração muscular.

Sal de cozinha em quantidades moderadas.

Zinco

Participa do metabolismo de gás carbônico, do crescimento do corpo humano, da cicatrização de ferimentos e atua na digestão de proteínas.

Carnes em geral.

Cobre

Enxofre

Fósforo

Iodo

Potássio

Fonte: TORTORA, Gerard J. Corpo humano: fundamentos de Anatomia e Fisiologia. 4. ed. Porto Alegre: Artmed, 2000. p. 473-4.

62


Carboidratos

Unidade 2

Os carboidratos, também chamados de hidratos de carbono, são substâncias orgânicas importantes para os seres vivos, pois fazem parte de sua constituição e fornecem energia para que realizem suas atividades. A fórmula química geral dos carboidratos é (CH 2O) n. A maioria deles apresenta cinco átomos de carbono (que recebem o nome de pentoses) ou seis (chamados hexoses). Os carboidratos que apresentam gosto doce e fazem parte da alimentação do ser humano são chamados de açúcares, como a sacarose, a glicose e a frutose. Veja a classificação dos carboidratos de acordo com sua constituição. Os monossacarídeos são o tipo mais simples de carboidratos, entre eles estão a glicose, a ribose, a galactose e a frutose.

CH2OH O

HO

C

H

H

C

OH

H

C

OH

CH2OH

Estrutura da molécula de frutose. Com seis átomos de carbono em sua estrutura, é considerada uma hexose.

R-P/Kino.com.br

C

Os frutos são exemplos de alimentos ricos em frutose.

Quando um carboidrato é constituído de uma pequena quantidade de monossacarídeos, recebe o nome de oligossacarídeo. A sacarose é um exemplo de oligossacarídeo formado pela união de uma molécula de glicose com uma de frutose. Outro exemplo é a lactose, formada pela união de uma molécula de galactose com uma de glicose. A sacarose e a lactose também podem ser chamadas de dissacarídeos, pois são formadas por dois monossacarídeos. glicose

galactose

O

HO H

HOCH2

OH

H

H

OH

O

H

H

O H

H OH

H

H

OH

H OH

MaraZe/ Shutterstock.com

HOCH2

O leite e seus derivados são exemplos de alimentos ricos em lactose.

Estrutura da molécula de lactose.

Quando um carboidrato é constituído por diversos monossacarídeos, ele recebe o nome de polissacarídeo. O amido, a celulose e o glicogênio são alguns exemplos. O amido é a substância que a planta utiliza para armazenar glicose. Como a glicose é utilizada para obtenção de energia na célula, o amido constitui a principal reserva energética da planta. Ele pode ser encontrado em diversos tecidos vegetais, incluindo aqueles utilizados na alimentação, como o arroz, a batata e o grão de trigo. A celulose faz parte da estrutura dos vegetais constituindo as fibras que são imprescindíveis na dieta humana. Ao contrário do amido, a celulose não é digerida pelo corpo humano. O glicogênio, também composto por unidades de glicose, constitui a reserva energética dos animais.

3. Se as fibras de celulose presentes nos vegetais não são digeridas pelo corpo humano, por que a alimentação deve ser rica em fibras? Porque as fibras auxiliam a digestão humana, facilitando o trânsito intestinal.

Citologia

63


Lipídios

DUSAN ZIDAR/Shutterstock.com

Os lipídios são substâncias orgânicas, conhecidas como gorduras, abundantes nos seres vivos. Essas substâncias atuam como importantes reservas energéticas, fazem parte da estrutura celular e desempenham diferentes papéis no corpo humano. Uma das propriedades químicas dos lipídios é a de ser solúvel em substâncias orgânicas e praticamente insolúvel em água.

Muitos lipídios são constituídos de ligações de ácidos graxos, moléculas longas que podem ter uma ou mais insaturações (duplas ou triplas ligações covalentes). Quanto ao tipo de ligações, os lipídios podem ser considerados insaturados ou saturados. No primeiro caso, a molécula apresenta ligações insaturadas e no segundo, não.

Os óleos vegetais são exemplos de alimentos ricos em lipídios insaturados e a manteiga é um exemplo de alimento rico em lipídios saturados.

Os lipídios podem ser classificados de acordo com sua função: lipídios de armazenamento energético, lipídios de membrana e lipídios com outras funções. Os triacilgliceróis* são lipídios de armazenamento energético e os mais abundantes na natureza. As gorduras animais e os óleos vegetais são compostos de triacilgliceróis.

Representação de neurônio humano.

A7 Estudio

As ceras são outros exemplos de lipídios de armazenamento energético. Elas estão presentes nas glândulas de vertebrados, protegendo pelos e pele; nas aves marinhas, mantendo suas penas impermeáveis à água; e também são a forma de armazenamento de energia de alguns seres vivos, como o plâncton marinho. Os esfingolipídios são lipídios de membrana, e seu precursor estrutural é a ceramida.** dendritos

axônio

extrato mielínico

Ilustração produzida com base em: TORTORA, G. J. Corpo humano: fundamentos de Anatomia e Fisiologia. 4. ed. Porto Alegre: Artmed, 2000. p. 209.

*Formados pela união de três moléculas de ácidos graxos e uma molécula de glicerol. **A ceramida é proveniente da união de um ácido graxo com um grupo amida. ***O extrato mielínico era denominado bainha de mielina, mas esse nome está em desuso.

Um exemplo de esfingolipídio derivado da ceramida são as esfingomielinas, lipídios encontrados no extrato mielínico***que envolve os axônios dos neurônios. Os esteróis são exemplos de lipídios com outras funções. Esse é um dos tipos de lipídios presentes na membrana celular da maioria dos eucariotos. Um exemplo de lipídio esteroide abundante nos animais é o colesterol. Ele atua como precursor da síntese de hormônios sexuais e está presente na formação de sais biliares e na síntese de vitamina D.

Ômega 3, para que serve? Atualmente, é comum encontrarmos nos rótulos de diversos produtos a informação “Alimento rico em ômega 3”. Mas por que ele é tão importante para a saúde? Existe uma família de ácidos graxos poli-insaturados (com várias ligações insaturadas) e, entre eles, os mais importantes são o ácido graxo ômega 3 e o ácido graxo ômega 6. Esses ácidos graxos atuam na síntese de outros ácidos graxos essenciais ao funcionamento do corpo humano. Entretanto, o organismo humano não é capaz de sintetizá-los e, assim, precisam ser obtidos por meio da dieta. Estudos indicam que um desequilíbrio entre as quantidades de ômega 6 e de ômega 3 no organismo humano aumenta o risco de doenças alérgicas, inflamatórias e cardiovasculares. Esses ácidos graxos são encontrados principalmente em vegetais verde-escuros, peixes, óleos de peixe e alguns óleos vegetais (soja, milho e canola).

64

g18_ftd_lt_1nob_u2_c4_058a068.indd 64

31/5/16 3:00 PM


Colesterol

O colesterol é um lipídio encontrado apenas em animais, e é produzido principalmente no fígado. Ele está envolvido em vários processos do organismo, como na formação da membrana celular, de hormônios esteroides e de sais biliares. Por ser uma molécula insolúvel em água e outros fluidos corpóreos, o colesterol precisa se associar a proteínas transportadoras para que seja conduzido pela corrente sanguínea. Essa associação forma uma estrutura esférica chamada de lipoproteína, a qual viabiliza a distribuição do colesterol pelo corpo e auxilia na sua absorção pelas células. As lipoproteínas são classificadas de acordo com sua densidade. Quanto maior é a quantidade de lipídios em sua composição, menor é a densidade da lipoproteína. As duas principais lipoproteínas encontradas nos animais são a lipoproteína de baixa densidade ou LDL (low density lipoprotein) e a lipoproteína de alta densidade ou HDL (high density lipoprotein). A LDL e a HDL apresentam C CH 3 funções opostas no organismo. A molécula de LDL é responsável por distribuir colesterol a todos os tecidos do corpo humano. Já a molécula de HDL é responsável por capturar o excesso A B de colesterol dos tecidos e liberá-lo no fígado, que o eliHO minará por meio dos sais biliares.

Unidade 2

Biologia e Saúde

CH 3 CH

CH 3

CH 2 CH 2 CH 2 CH CH 3

CH 3

D Estrutura molecular do colesterol, composta de 27 carbonos.

Os níveis de LDL e HDL no sangue podem ser controlados principalmente por meio de uma dieta adequada, com baixa ingestão de gorduras saturadas e de gorduras trans. As gorduras saturadas são encontradas principalmente em alimentos de origem animal, como leite, carnes, queijo, ovos, entre outros; e em alimentos industrializados, como margarina, bolachas e sorvetes. Diante disso, deve-se priorizar a ingestão de alimentos ricos em gorduras monoinsaturadas ou poli-insaturadas, como os óleos vegetais (de canola, de oliva, de girassol, entre outros) e os peixes. Embora a obesidade seja um fator de risco aos elevados níveis de LDL, pessoas com biotipo magro também podem apresentar níveis elevados desta lipoproteína no san gue. Dessa maneira, o controle da massa cor pórea, a ingestão de uma alimentação balanceada, a prática regular de atividad es físicas e evitar fumar são atitudes que auxiliam o controle dos níveis de LDL e HDL no sangue.

Fernando Favoretto/Criar Imagem

Para o funcionamento adequado do organismo, os níveis de LDL e HDL devem ser mantidos dentro de determinados valores. A elevação de LDL está associada a diversas alterações no organismo, como a aterosclerose que se caracteriza pela deposição de placas de gordura nos vasos sanguíneos, causando perda de elasticidade, entupimento e rompimento desses vasos. Embora fatores genéticos possam interferir no controle dos níveis de lipoproteínas no sangue, a ingestão excessiva de alimentos ricos em gorduras saturadas e do tipo trans eleva os níveis de LDL no sangue e, em alguns casos, reduz a concentração de HDL.

A quantidade de gorduras ingeridas na alimentação é um fator que interfere nos níveis de colesterol no corpo humano.

Citologia

g18_ftd_lt_1nob_u2_c4_058a068.indd 65

65

31/5/16 3:02 PM


Proteínas As proteínas são substâncias orgânicas que fazem parte da constituição das células. Elas são o mais abundante constituinte celular e auxiliam na regulação de atividades dos seres vivos e no transporte de substâncias entre as células. Essas substâncias apresentam diferentes formas e funções. Veja algumas importantes funções atribuídas a elas:

• fazem parte da estrutura de sustentação das células, o citoesqueleto; • realizam o transporte de moléculas entre as células; • estão envolvidas nas defesas do corpo humano, conferindo-lhe imunidade; • participam do controle do metabolismo celular; • influenciam a velocidade das reações químicas; • atuam na contração muscular; • participam do controle da atividade dos genes. Aminoácidos

As proteínas são formadas por aminoácidos, moléculas formadas por um grupo amino (representado por –NH 2) e um grupo carboxila (representado por –COOH).* Existe uma enorme diversidade de proteínas, que resultam da combinação de 20 aminoácidos diferentes. *Exceto a prolina, que contém um grupo imino (representado por –NH ) em vez do grupo amino.

Os aminoácidos podem ser classificados em polares e apolares. Os polares são também chamados de hidrofílicos, pois são capazes de interagir com a molécula de água. Os apolares são denominados hidrofóbicos, pois não interagem com a molécula de água. Outra particularidade dos aminoácidos é que eles se conectam por ligações peptídicas.

Aminoácidos essenciais

Africa Studio/Shutterstock.com

Dos 20 aminoácidos existentes, o corpo humano é capaz de sintetizar apenas 11. Para que ocorra a síntese proteica, é necessário que todos esses aminoácidos estejam presentes no corpo humano. Assim, os nove aminoácidos não sintetizados pelo organismo, conhecidos como aminoácidos essenciais, devem ser obtidos por meio da alimentação. Uma alimentação adequada, rica em verduras, frutas, cereais, carnes e leite, fornece os aminoácidos essenciais, necessários para nossas reações químicas. Veja, ao lado, quais são esses aminoácidos.

Alguns alimentos importantes para a obtenção de aminoácidos essenciais.

Aminoácidos essenciais

Aminoácidos não essenciais

Fenilalanina

Alanina

Histidina

Arginina

Isoleucina

Asparagina

Leucina

Aspartato

Lisina

Cisteína

Metionina

Glutamato

Treonina

Glutamina

Triptofano

Glicina

Valina

Prolina

Fonte: MARZZOCO, Anita; TORRES, Bayardo B. Bioquímica básica. 3. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2007. p. 237.

Serina Tirosina

66

g18_ftd_lt_1nob_u2_c4_058a068.indd 66

31/5/16 3:05 PM


Unidade 2

Os aminoácidos ligam-se entre si por meio de ligações peptídicas e recebem o nome de peptídios. Quando a molécula é composta por dois aminoácidos ligados, ela é chamada de dipeptídio; se tem três aminoácidos é um tripeptídio; quando há muitos aminoácidos, recebe o nome de polipeptídio.

Lichtmeister/Shutterstock.com

Alguns peptídios encontrados naturalmente são os hormônios ocitocina, vasopressina e glucagon. A ocitocina é um hormônio produzido pela hipófise, que promove a contração dos músculos do útero durante o parto e estimula as glândulas mamárias durante a lactação. A vasopressina também é produzida na hipófise, é responsável pelo aumento da pressão arterial e também atua na reabsorção de água no sistema urinário. O glucagon é um hormônio produzido pelas células pancreáticas, responsáveis pela produção de glicose no corpo humano. Há também peptídios sintetizados em laboratório, como o aspartame, que é utilizado como adoçante artificial, indicado para pessoas com dietas que exigem restrição de açúcares.

Mãe amamentando bebê. A amamentação depende da ação da ocitocina.

Estrutura proteica A estrutura da proteína é determinada pela sequência de aminoácidos, pela forma como eles se dispõem em relação aos outros e também pelo modo como estabelecem interações entre si. Podemos dividir a estrutura proteica basicamente em dois níveis: primária e secundária. A estrutura primária é a sequência de aminoácidos na cadeia polipeptídica. Veja um exemplo simplificado.

Há outras formas de representar as proteínas. Por razões didáticas, apresentaremos somente a estrutura primária e a estrutura secundária.

alanina – serina – lisina

Molekuul/SPL/Latinstock

A estrutura secundária está relacionada às interações entre as ligações peptídicas e a cadeia lateral nos aminoácidos. Ela é representada por estruturas tridimensionais. Veja um exemplo ao lado.

Representação da estrutura secundária da molécula de melanina, proteína que confere cor à pele e aos pelos em mamíferos.

Dr. Stanley Flegler/Visuals Unlimited, Inc./SPL/Latinstock

A alteração na conformação proteica pode resultar em mudanças. Por exemplo, no ser humano, a alteração estrutural de uma proteína da hemácia leva à formação de hemácias com formato de foice, resultando na chamada anemia falciforme.

Hemácias (aumento aproximado de 7 000 vezes).

As proteínas podem sofrer desnaturação, processo no qual perdem suas propriedades biológicas. Isso acontece quando ocorrem alterações físicas e químicas, que afetam sua estrutura espacial. Essas alterações podem ser decorrentes do aquecimento ou de ação de ácidos e bases fortes. Um exemplo cotidiano de desnaturação proteica ocorre quando um ovo é cozido. A clara, rica em uma proteína chamada albumina, sofre desnaturação em razão do aque cimento e se solidifica.

hemácia falciforme

Citologia

67


Biologia e Saúde

Mor g an, Cu L e o n a r d E . o/ S P L / L a t i s t o m M e d i c ns tock al St o c k P h o t

cutícula

medula córtex

O cabelo é uma estrutura anexa da pele, cujo papel é o de proteger a cabeça. O bulbo capilar é a região em que ocorre a divisão celular, o que permite o crescimento dos cabelos. Veja, ao lado, a estrutura de um fio de cabelo. Quimicamente, o cabelo humano é formado por uma proteína chamada de -queratina (cuja conformação é de uma longa hélice), lipídios e água. Uma hélice se enrola em outra, formando duas cadeias espiraladas, cujo conjunto forma um filamento. O cabelo é, então, um conjunto de filamentos de -queratina. Assim, quando a pessoa deseja alisar o cabelo, pode optar por um processo térmico ou um processo químico. O alisamento é outro exemplo de desnaturação proteica porque promove alterações físicas e químicas no cabelo. No primeiro caso, a energia térmica proveniente de secadores e chapinhas quebra algumas interações moleculares, desfazendo a estrutura proteica e desnaturando a queratina. As proteínas tornam-se mais fluidas e os cabelos ficam mais lisos. Esse efeito passa após os cabelos entrarem em contato com a umidade, refazendo as ligações químicas originais. Nesse caso, diz-se que o processo é reversível.

Goodluz/Shutterstock.com

Estrutura interna do cabelo humano.

Desnaturação proteica

Cabeleireiro secando os cabelos de uma mulher. A energia térmica proveniente do secador de cabelos ou da chapinha promove a desnaturação proteica, causando o alisamento temporário do cabelo.

Fotos: Mila Supinskaya/Shutterstock.com

Quando os cabelos são submetidos ao alisamento químico, as interações entre as moléculas são desfeitas por desnaturação proteica e reorganizadas. A conformação das proteínas é modificada e as reações químicas impedem que esse processo seja revertido.

Cabelos antes do alisamento químico.

68

Cabelos após o alisamento químico.


Enzimas

Unidade 2

Existem diversas reações químicas acontecendo neste momento em nosso corpo. Essas reações ocorrem em um determinado tempo, mantendo certa velocidade. Se alguma dessas reações ocorrer em condições diferentes, pode causar problemas e ocasionar doenças. Algumas proteínas chamadas de enzimas aumentam a velocidade dessas reações químicas. Por isso, elas são conhecidas como catalisadores biológicos, ou seja, atuam nas reações químicas tornando-as mais rápidas. Entretanto, essas reações químicas são específicas, isto é, cada enzima possui uma estrutura específica, e uma região chamada de sítio ativo permite que ela se ligue apenas a um substrato (reagente) específico. Veja como isso acontece no esquema a seguir.

Enzima.

Somma Studio

Especificidade das enzimas

sítio ativo

1

Produto. 2

3

4

Substrato. substrato

Complexo enzima-substrato.

Complexo enzima-produto.

1

Cada enzima tem um sítio ativo, o qual se liga ao substrato.

2

O sítio ativo se liga ao substrato, formando o complexo enzima-substrato.

3

Após a reação química forma-se um complexo enzima-produto.

4

O produto é liberado e a enzima pode se ligar a outro substrato.

Ilustração produzida com base em: ALBERTS, Bruce et al. Biologia molecular da célula. 5. ed. Porto Alegre: Artmed, 2010. p. 74.

A ação das enzimas depende de alguns fatores, como o pH (potencial hidrogeniônico) das substâncias envolvidas e a temperatura do ambiente. Esses fatores podem alterar a conformação da enzima, modificando ou impedindo sua atuação. As enzimas apresentam um valor de pH para o qual sua atuação é máxima, ou seja, tem maior velocidade. Conforme a reação química se afasta desse valor, a velocidade da reação diminui. Um exemplo é o da tripsina, enzima presente no intestino delgado, fundamental na digestão de proteínas. Ela atua em um pH 7,8, considerado ótimo. Em um meio com pH inferior, isto é, ácido, a velocidade da reação diminui. A temperatura também influencia na ação das enzimas. A 0 ºC, por exemplo, as reações químicas enzimáticas apresentam velocidade próxima a zero. Assim, até certo ponto, quanto maior a temperatura, maior a velocidade da reação química. Como estudamos anteriormente, as proteínas sofrem desnaturação a determinadas temperaturas. No caso das enzimas proteicas, isso também ocorre. Acima de 50 a 55 ºC, a maioria das proteínas e das enzimas sofre desnaturação. Citologia

69


Para que as reações químicas ocorram, as moléculas devem ter uma quantidade de energia que permita a elas reagir. Essa energia recebe o nome de energia de ativação. As reações químicas podem ter sua velocidade variada de acordo com a presença de enzimas. Veja a seguir. Energia de ativação (Ea) em reação química sem a presença de enzima

Energia de ativação (Ea) em reação química com a presença de enzima

Ea produto

y

Ea

produto

x

x

4. O que você concluiu ao comparar o segundo gráfico com o primeiro?

Via da reação não catalisada

O segundo gráfico representa uma reação química com enzima e, por isso, a energia de ativação é menor, ou seja, ela é mais rápida.

Via da reação catalisada

Fonte: ALBERTS, Bruce et al. Biologia molecular da célula. 5. ed. Porto Alegre: Artmed, 2010. p. 73.

Influência do aumento da concentração do substrato sobre a velocidade da reação química

Renan Fonseca

Velocidade inicial V ( M/min)

Outro fator que interfere na velocidade da reação química é a concentração do substrato.

Concentração de substrato, [S] (mM)

Quanto maior a concentração do substrato (S), mais rápida é a rea-­ ção química. A velocidade diminui à medida que o substrato se converte em produto. Se toda a enzima disponível estiver sendo utilizada na reação química, a velocidade não aumentará, mesmo que a quantidade de substrato aumente.

Fonte: NELSON, David L.; COX, Michael M. Princípios de Bioquímica de Lehninger. 5. ed. Porto Alegre: Artmed, 2011. p. 195.

As enzimas participam das reações químicas, mas não são consumidas no processo, sendo recuperadas no final da reação química, podendo participar de outras reações. Em muitas reações de catálise, isto é, de quebra de compostos, as enzimas precisam se associar a outras moléculas ou íons, chamados cofatores ou coenzimas. Elas podem participar das reações químicas transportando determinados grupos funcionais do substrato. Um exemplo é a molécula de ATP (adenosina trifosfato), coenzima que participa do processo de respiração celular, a qual estudaremos no capítulo 8. Para que algumas coenzimas atuem, elas precisam apresentar componentes orgânicos que não podem ser sintetizados pelas células. É o caso das vitaminas, que são fundamentais para o crescimento, o desenvolvimento e a manutenção do corpo humano. Diferentemente do ATP, que é integralmente produzido pelas células, as vitaminas precisam ser obtidas por meio da dieta.

70

Ilustrações: José Vitor E. C.

y

reagente

Energia total

Energia total

reagente


Biologia e Tecnologia

Enzima lactase e intolerância à lactose Unidade 2

Vimos que o cálcio é importante na manutenção de estruturas como os ossos, e que ele participa da contração muscular. Um alimento muito rico em cálcio é o leite. Entretanto, existem pessoas que não podem consumi-lo, pois apresentam intolerância à lactose, carboidrato presente na sua composição. A intolerância à lactose é um problema relacionado à deficiência na produção de uma enzima chamada de lactase, capaz de quebrar a lactose, e que é produzida na mucosa do intestino delgado dos mamíferos. Estima-se que aproximadamente 25% dos brasileiros apresentam intolerância à lactose. Em algumas pessoas, ela é uma característica genética; em outras, aparece em algumas épocas da vida ou com o avanço da idade. Os carboidratos digeridos no intestino, como a lactose, atingem o cólon e sofrem fermentação pelas bactérias intestinais, o que protege a mucosa e melhora o ritmo intestinal. Entretanto, quando não há lactase suficiente, moléculas de lactose alcançam o intestino grosso, aumentando a concentração de água, reduzindo a consistência das fezes e aumentando os movimentos peristálticos, que aceleram o ritmo intestinal. A lactose que chega ao intestino grosso sofre fermentação pelas bactérias intestinais, aumentando a produção de gases e de ácido lático e causando distensão abdominal. Com isso, surgem sintomas como náusea, desconforto abdominal, diarreia, gases e dores abdominais. Para diagnosticar a intolerância à lactose, pode ser usado o teste oral de intolerância à lactose. Nele, uma dose de lactose é diluída em água e administrada via oral. Em seguida, o sangue é coletado para dosar a concentração de glicose. A coleta sanguínea é repetida e, quando não há alteração na concentração de glicose sanguínea, o paciente é diagnosticado com intolerância à lactose. Outro teste é o de gás hidrogênio na respiração, no qual uma dose de lactose é administrada via oral e a expiração é analisada em intervalos. Se o nível de gás hidrogênio aumentar, há um processamento incorreto da lactose. Também é possível usar o método de medir a acidez das fezes, pois pessoas com intolerância à lactose apresentam fezes ácidas.

5. Porque a lactose é um dissacarídeo composto de glicose e galactose. Quando não há alteração na concentração de glicose, isso indica que não há quebra da lactose em galactose e glicose. 6. Quando a lactose alcança o intestino grosso, sofre fermentação, levando à produção de gases e ácido lático. Isso torna as fezes ácidas.

5. Por que a concentração de glicose inalterada no sangue indica intolerância à lactose? 6. O que causa acidez nas fezes de pessoas com intolerância à lactose?

Após o diagnóstico correto, pessoas que apresentam intolerância à lactose devem evitar alimentos que contêm leite em sua composição. Existem, atualmente, diversos produtos com baixo ou nenhum teor de lactose. Além disso, médicos recomendam a alguns pacientes a ingestão da enzima lactase junto com os alimentos.

Dobs/Shutterstock.com

Para que o leite com baixo teor de lactose seja produzido, ele é deixado em repouso com lactase por algumas horas. Depois, é esterilizado, ou pasteurizado e resfriado e, em seguida, recebe a lactase. Enquanto o leite comum apresenta em torno de 4,8% de lactose, o que passa pela enzima tem 1%. Leite.

Citologia

g18_ftd_lt_1nob_u2_c4_069a081.indd 71

71

31/5/16 3:08 PM


Vitaminas Como vimos, as vitaminas são compostos orgânicos que atuam nas atividades metabólicas das células. Diferente dos carboidratos, proteínas e lipídios necessários em grandes quantidades na dieta humana, as vitaminas são requeridas em pequenas quantidades (em miligramas ou microgramas). As vitaminas podem ser classificadas em hidrossolúveis (B1, B 2, B 3, B 5, B 6, B 9, B12 e C) ou lipossolúveis (A, D, E e K). Para serem absorvidas, as vitaminas lipossolúveis precisam de sais biliares e lipídios. As hidrossolúveis, por sua vez, são absorvidas no sistema digestório com a água, e depois se dissolvem nos fluidos corporais. Veja mais informações no quadro a seguir.

Vitamina

Importância

Fontes

Retinol (A)

Está relacionada à saúde em geral e às células epiteliais. Reduz as chances de cegueira noturna ou a incapacidade de enxergar no escuro. Também participa do crescimento dos ossos e dentes.

Cenoura, beterraba, fígado e leite.

Tiamina (B1)

Atua no metabolismo de carboidratos.

Ovos, carne de porco, fígado e alimentos integrais.

Riboflavina (B 2)

Participa do metabolismo de proteínas e carboidratos.

Fígado, carnes em geral, ervilha, beterraba, amendoim e ovos.

Nicotinamida (B 3)

Está presente no metabolismo de lipídios, inibindo a produção de colesterol e degradando triglicerídeos.

Fígado, peixe, feijão, ervilha, nozes e alimentos integrais.

Ácido pantotênico (B 5)

Atua na conversão de lipídios e aminoácidos em glicose e participa da síntese de colesterol e alguns hormônios.

Vegetais verdes, cereais e fígado.

Piridoxina (B 6)

Participa do metabolismo de aminoácidos e triglicerídeos.

Tomate, milho verde, espinafre, fígado, salmão e iogurte.

Biotina (B7)

Atua na síntese de ácidos graxos.

Fígado e gema de ovo.

Ácido fólico (B 9)

Participa da síntese de DNA e RNA e também da produção de glóbulos vermelhos e glóbulos brancos do sangue.

Vegetais de folhas verdes e fígado.

Cobalamina (B12)

Está presente na formação de glóbulos vermelhos e na síntese de alguns aminoácidos.

Fígado, leite, ovos, queijo e carnes em geral.

Ácido ascórbico (C)

Participa de várias reações metabólicas como antioxidante, da formação de tecido conjuntivo, relaciona-se às defesas do corpo humano e auxilia na cicatrização.

Frutas cítricas, vegetais verdes e tomate.

Calciferol (D)

Relaciona-se à absorção de cálcio e fósforo pelo sistema digestório.

Óleo de fígado de peixe e gema de ovo.

Tocoferol (E)

Antioxidante. Auxilia na absorção de gorduras e contribui para o funcionamento do sistema nervoso e do sistema genital.

Óleos vegetais, nozes e folhas verdes.

Filoquinona (K)

Atua na síntese de fatores de coagulação do sangue.

Espinafre, couve-flor, repolho e fígado.

Fonte: TORTORA, Gerard J. Corpo humano: fundamentos de Anatomia e Fisiologia. 4. ed. Porto Alegre: Artmed, 2000. p. 475-477.

72

g18_ftd_lt_1nob_u2_c4_069a081.indd 72

6/7/16 2:38 PM


Biologia e Saúde

Precisamos tomar vitaminas? Unidade 2

Leia o trecho do texto a seguir.

O escorbuto é causado pela falta de vitamina C, ou ácido ascórbico (ascorbato). [...] é uma doença caracterizada pela degeneração do tecido conjuntivo, sendo que sua manifestação em estágio avançado inclui inúmeras pequenas hemorragias causadas por vasos sanguíneos frágeis, perda dos dentes, difícil cicatrização de feridas e reabertura de feridas antigas, dor nos ossos e degeneração, e no final falência cardíaca. [...] A vitamina C é encontrada em uma grande variedade de frutas e vegetais. Até 1800, entretanto, ela estava ausente nos alimentos desidratados e outros suprimentos alimentares estocados para o inverno ou para longas viagens. O escorbuto foi registrado pelos egípcios em 1500 a.C., e descrito em escritos de Hipócrates, que datam do quinto século a.C. Entretanto, ele não se tornou uma notícia pública até as viagens de descobrimento europeias de 1500 a 1800. A primeira navegação ao redor do mundo [...] acabou com a perda de mais de 80% de sua tripulação para o escorbuto. [...] NELSON, David L.; COX, Michael M. Princípios de Bioquímica de Lehninger. 5. ed. Porto Alegre: Artmed, 2011. p. 126.

O exemplo acima ilustra uma hipovitaminose, que é a falta ou ausência de uma vitamina no organismo humano. Para obter um aumento rápido de nutrientes no corpo, muitas pessoas tendem a consumir suplementos vitamínicos. Em geral, esses suplementos são encontrados nas farmácias e não necessitam de receita médica para serem comprados. No entanto, o que ocorre é que há um abuso de seu consumo, ocasionando, em muitos casos, a hipervitaminose, que é o excesso de vitaminas no corpo humano. Assim como a deficiência de uma vitamina pode causar problemas, o excesso também.* Veja, a seguir, alguns casos em que isso pode ocorrer. Problemas causados pela deficiência

Problemas causados pelo consumo excessivo

A

Pele e cabelos secos, aumento de infecções respiratórias, urinárias e digestórias.

Náuseas, vômitos, fadiga, perda de apetite e dores de cabeça.

D

Raquitismo (em crianças) e osteomalácia (em adultos).

Excesso de cálcio no sangue, calcificação de ossos e tecidos moles, surdez, cálculos renais, fraqueza e dores de cabeça.

C

Escorbuto, anemia, problemas de cicatrização e sangramento.

Dores no estômago, cálculos renais e efeito laxativo.

B6

Dermatite (inflamação dos tecidos da pele) nos olhos, nariz e boca.

Falta de coordenação dos movimentos do corpo humano e lesões nos nervos.

Vitamina

Ziablik/Shutterstock.com

*Não há relatos de efeitos da hipervitaminose de B 7 e B 12 no corpo humano.

Fontes: TORTORA, Gerard J. Corpo humano: fundamentos de Anatomia e Fisiologia. 4. ed. Porto Alegre: Artmed, 2000. p. 475-477. ELANGO, G. et al. Hypervitaminosis. International Journal of Biomedical Research, n. 6, v. 3, 2015. p. 151-154.

Para evitar a hipovitaminose e a hipervitaminose, é necessário manter uma dieta variada, rica em frutas, verduras, cereais, laticínios e carnes. Somente um médico pode indicar a uma pessoa se ela precisa suplementar ou retirar vitaminas de sua dieta. Citologia

73


Ácidos nucleicos Os ácidos nucleicos estão relacionados ao armazenamento e transmissão de material genético e à síntese de proteínas. Essas moléculas são constituídas de carbono, hidrogênio, oxigênio, nitrogênio e fósforo. Existem dois tipos básicos de ácidos nucleicos, o ácido desoxirribonucleico (DNA) e o ácido ribonucleico (RNA).

DNA Cada molécula de DNA é composta de uma sequência repetida de nucleotídeos. O nucleotídeo é formado por uma base nitrogenada, um açúcar com cinco carbonos (pentose) chamado de desoxirribose e um grupo fosfato (PO 4-3). Grupo fosfato Pentose

Base nitrogenada

Representação de nucleotídeo.

A molécula de DNA pode ter quatro bases nitrogenadas diferentes: a adenina (representada por A), a timina (T), a citosina (C) e a guanina (G). A adenina e a guanina são chamadas de bases púricas ou purinas, e a citosina e a timina são denominadas bases pirimídicas ou pirimidinas.

Ilustração produzida com base em: GRIFFITHS, A. J. F. et al. Introdução à Genética. 9. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2008. p. 232.

Cada molécula de DNA é formada por duas cadeias (filamentos) compostas de nucleotídeos. Cada cadeia representa o grupo fosfato e a pentose. Essas cadeias se torcem entre si e, por isso, recebem o nome de dupla hélice, pois lembram uma escada retorcida. Se considerarmos o formato de escada, cada degrau é formado por bases nitrogenadas pareadas.

cadeia (filamento)

cadeia (filamento)

*Esse material contém as informações hereditárias e recebe o nome de gene. Tanto as características que herdamos de nossos pais, como as várias atividades celulares, dependem da ação dos genes.

74

Estrutura espacial da molécula de DNA.

Ilustrações: Somma Studio

base nitrogenada

Na molécula de DNA, a adenina (A) sempre se pareia com a timina (T), e a citosina (C) sempre se pareia com a guanina (G).

Uma porção da cadeia da molécula de DNA, com sequências específicas, constitui o material hereditário das células.*


RNA

filamento

Unidade 2

Cada molécula de RNA é composta de uma sequência repetida de nucleotídeos. Da mesma maneira que ocorre no DNA, no RNA, o nucleotídeo é formado por uma base nitrogenada, um açúcar com cinco carbonos e um grupo fosfato (PO 4-3). No RNA, o açúcar é chamado de ribose. Enquanto a molécula de DNA é constituída por duas cadeias de nucleotídeos, na de RNA geralmente há apenas uma cadeia. Por essa razão, a molécula de RNA é chamada fita simples. Além disso, no RNA, há uma base nitrogenada chamada uracila (U) e não há a timina. A uracila é caracterizada como uma base pirimídica.

base nitrogenada

Na molécula de RNA, a adenina (A) sempre se pareia com a uracila (U), e a citosina (C) sempre se pareia com a guanina (G).

As moléculas de RNA estão envolvidas na síntese de proteínas nas células. Como as proteínas estão presentes na membrana celular, nas estruturas celulares, nos hormônios, na defesa do corpo humano e na contração muscular, sua produção é essencial para a manutenção do corpo humano.

Estrutura espacial da molécula de RNA.

Hipótese do mundo de RNA Existem duas condições fundamentais da vida. O ser vivo deve ser capaz de se autorreplicar e de catalisar reações químicas. O RNA tem essa capacidade e, por causa disso, há uma hipótese conhecida como hipótese de um mundo de RNA, que propõe que os primeiros seres vivos surgiram a partir dessa molécula. Moléculas simples de RNA chamadas ribozimas estão envolvidas na formação e na quebra das ligações do RNA ou do DNA. Ou seja, o RNA também tem papel catalítico (de quebra) nas reações químicas envolvendo a informação genética e a síntese de proteínas. Ele pode formar várias estruturas e atuar tanto no armazenamento de informação genética como em uma enzima, pois catalisa a formação das ligações peptídicas nos ribossomos.

Ilustrações: Somma Studio

Segundo a hipótese do mundo de RNA, esse ácido nucleico seria responsável por sua autorreplicação e por sua subsistência. Assim, se uma molécula de RNA pudesse fazer uma cópia de si mesma e se sustentar, ela poderia ter precedido o aparecimento dos seres vivos. Com isso, a forma primordial de vida na Terra teria surgido a partir do RNA, que, posteriormente, teria evoluído para as formas de vida atuais, nas quais o DNA seria o responsável por armazenar as informações biológicas. As evidências citadas acima sugerem que o RNA seja uma molécula antiga, fortalecendo a hipótese do mundo de RNA. Citologia

g18_ftd_lt_1nob_u2_c4_069a081.indd 75

75

31/5/16 3:09 PM


Atividades

Responda as atividades no caderno.

Veja as respostas das questões desta seção nas Orientações para o professor.

1. Por que a presença de água é um dos requisitos básicos para a existência de vida em outros lugares do espaço?

2. Diferencie moléculas hidrofílicas de hidrofóbicas e dê um exemplo de cada tipo. 3. Defina desnaturação proteica. 4. O que são os aminoácidos essenciais? 5. As enzimas podem ser consideradas catalisadores biológicos? Justifique. 6. Qual é a principal função de uma enzima no organismo? 7. O corpo humano é capaz de produzir todas as vitaminas necessárias para sua manutenção? Explique.

8. Faça um quadro, no caderno, classificando as vitaminas abaixo em lipossolúveis e hidrossolúveis. vitamina A (ou retinolvitamina)   vitamina K   C (ou ácido ascórbico) vitamina E   vitaminas do complexo B   vitamina D

9. Classifique as bases nitrogenadas a seguir em pirimidinas (I) e purinas (II). Em seguida, escreva no caderno a associação correta para cada base e determine em que tipo de ácido nucleico ela pode ser encontrada: no DNA e/ou no RNA. a ) Citosina.

c ) Uracila.

b ) Adenina.

d ) Timina.

e ) Guanina.

10. Quais são as principais diferenças entre os dois tipos de ácidos nucleicos existentes nos seres vivos?

11. Qual é a importância da existência de atividade enzimática nos seres vivos, no que diz respeito à ocorrência de reações químicas?

a ) Em que sentido da reação química apresentada ao lado a energia de ativação é menor, de Y para X ou de X para Y? b ) Em que sentido a ocorrência da reação química é mais difícil? Justifique. c ) Caso uma enzima atuasse no processo, que região do gráfico ao lado seria modificada?

Influência enzimática sobre a energia de ativação de uma reação química

y

a b

d ) No caderno, elabore um gráfico, semelhante ao apresentado, que represente a reação química ocorrendo na presença de uma enzima.

Fonte: ALBERTS, Bruce et al. Fundamentos da Biologia celular. 3. ed. Porto Alegre: Artmed, 2011. p. 89.

x

Caminho da reação catalisada por uma enzima

José Vitor E. C.

a seguir.

Energia total

12. Observe o gráfico e responda às questões

76

g18_ftd_lt_1nob_u2_c4_069a081.indd 76

31/5/16 3:13 PM


13. Observe os trechos de materiais genéticos representados a seguir. A

Ilustrações: Somma Studio

Unidade 2

B

• •Esses trechos de materiais genéticos representam o DNA ou o RNA? Justifique. A

marozau andrei/Shutterstock.com

Tanee/Shutterstock.com

14. Observe as fotografias a seguir e responda às questões. B

a ) Em relação às proteínas, que processo ocorreu entre as etapas A e B na situação acima? b ) O processo observado entre as etapas A e B é reversível? Justifique. c ) Que característica da proteína é alterada nesse processo? d ) Esse alimento pode servir como fonte de que tipo de nutrientes? e ) Que agente físico foi responsável por esse processo? f ) Que características do alimento apresentado acima possivelmente se alteraram com o processo mostrado?

15. Os alimentos de origem vegetal desempenham um importante papel na alimentação humana, por causa de suas propriedades nutricionais, principalmente no que diz respeito a sais minerais, fibras e vitaminas. Esses alimentos podem ser consumidos crus ou cozidos, sendo que o cozimento pode alterar suas propriedades nutricionais. Observe os valores nutricionais da flor de brócolis e suas variações em diferentes métodos de cozimento. Teor de proteínas, lipídios, fibras e vitamina C para a flor de brócolis, submetida a diferentes métodos de cocção Tipo de cozimento

Proteínas (%)

Lipídios (%)

Fibras (%)

Vitamina C (%)

Cru

5,11

0,32

4,63

24,33

Imersão

1,83

0,21

1,74

10,61

Vapor

2,07

0,22

2,75

11,81

Panela de pressão

1,88

0,12

1,88

10,64

Micro-ondas

2,51

0,25

2,85

11,24

Fonte: PIGOLI, Daniela Regina. Alterações nutricionais em hortaliças decorrentes de diferentes métodos de cozimento. 2012. 76 f. Dissertação (Mestrado em Agronomia − Energia na Agricultura) − Faculdade de Ciências Agronômicas da UNESP − Campus de Botucatu, Botucatu − SP. Disponível em: <www.pg.fca.unesp.br/ Teses/PDFs/Arq0768.pdf>. Acesso em: 19 fev. 2016.

a ) Em que nutrientes a flor de brócolis crua é rica? O que acontece com esses nutrientes após o cozimento por imersão? b ) Quais são as possíveis alterações resultantes da cocção de alimentos como a flor de brócolis? c ) Que tipo de cozimento foi o mais eficiente em relação à manutenção de valores de proteínas? Justifique. d ) É esperado que a atividade enzimática seja mais elevada na flor de brócolis antes ou após a cocção? Por quê? e ) Quais são as unidades formadoras das proteínas e qual é a sua importância para o corpo humano? Citologia

g18_ftd_lt_1nob_u2_c4_069a081.indd 77

77

31/5/16 3:20 PM


16. A lisozima é uma enzima encontrada na clara do ovo, nas lágrimas e na saliva, e que age como antibiótico natural. Ela é responsável por catalisar reações químicas envolvendo os polissacarídeos da parede celular das bactérias. A ligação da lisozima com a cadeia polissacarídica provoca a ruptura da parede celular, causando a morte da bactéria.

Ilustrações: Somma Studio

Observe o esquema a seguir que representa a ação da lisozima na quebra da cadeia de polissacarídeos da parede celular de uma bactéria. F B A Ilustração produzida com base em: ALBERTS, Bruce et al. Biologia molecular da célula. 5. ed. Porto Alegre: Artmed, 2010. p. 164.

C

D

E

As palavras que substituem as letras A, B, C, D, E e F do esquema acima, respectivamente, são: a ) enzima, substrato, complexo enzima-substrato, complexo enzima-produto, produtos e enzima. b ) complexo enzima-substrato, enzima, substrato, complexo enzima-produto, enzima e produtos. c ) substrato, enzima, complexo enzima-substrato, complexo enzima-produto, produtos e enzima. d ) complexo enzima-produto, produto, enzima, complexo enzima-substrato, enzima e produtos. e ) produtos, enzima, complexo enzima-produto, complexo enzima-substrato, substratos e enzima.

17. A Maratona das Areias (Marathon des Sables) é um evento que ocorre anualmente desde

Pierrre Verby/Getty Images

1986. Sua criação foi motivada depois que Patrick Bauer atravessou a pé e sozinho 350 km no Deserto do Saara, em 1984. Nessa maratona, os atletas devem percorrer cerca de 250 km do deserto, onde as condições ambientais são bastante adversas. Cada participante deve carregar sua comida, saco de dormir e outros materiais necessários, bem como administrar de 10 a 12 litros de água por dia.

Competidores da Maratona das Areias, no Marrocos, em 2013.

a ) Qual(is) é(são) o(s) principal(is) componente(s) inorgânico(s) celular(es) que pode(m) ter sua quantidade modificada no corpo humano durante a realização dessa maratona? Por quê? b ) O consumo diário de água recomendado por pessoa em condições ambientais não adversas é de dois litros. Por que os participantes dessa maratona recebem maiores quantidades de água para beber? c ) Qual é o principal problema de saúde relacionado à quantidade de água que os atletas dessa prova estão propensos a desenvolver? Faça uma pesquisa sobre os principais sintomas que são observados nas pessoas nessa situação. d ) O que é esperado que ocorra com a temperatura corporal de uma pessoa que apresenta o problema que você citou no item c e exposta a elevadas temperaturas sem poder ingerir água? Por quê?

78

g18_ftd_lt_1nob_u2_c4_069a081.indd 78

31/5/16 3:23 PM


18. O gráfico abaixo apresenta as temperaturas corpóreas observadas em um camelo hidratado

Unidade 2

e em um camelo com privação de água, em estado de desidratação. Analise os dados desse gráfico e responda às questões que seguem.

José Vitor E. C.

Temperatura corpórea de um camelo em relação à sua taxa de hidratação Temperatura retal (oC) Desidratado

41 40 39 38 37 36 35 34

Hidratado

39 38 37 36 1

2

3

4 Tempo (dias)

Fonte: SCHMIDT-NIELSEN, Knut. Regulação da temperatura. In: SCHMIDT-NIELSEN, Knut. Fisiologia animal: adaptações e meio ambiente. 5. ed. São Paulo: Editora Santos, 2002. p. 273.

a ) O que você pode concluir observando esse gráfico? b ) Qual foi a maior variação diária de temperatura corpórea observada para o animal hidratado? E para o animal desidratado? c ) A quantidade de água no organismo e a variação da temperatura corpórea são grandezas diretamente proporcionais ou inversamente proporcionais? Justifique. d ) Como o estado de hidratação do animal pode interferir em sua temperatura corpórea?

19. (Enem) Na década de 1940, na Região Centro-Oeste, produtores rurais, cujos bois, porcos, aves e cabras estavam morrendo por uma peste desconhecida, fizeram uma promessa, que consistiu em não comer carne e derivados até que a peste fosse debelada. Assim, durante três meses, arroz, feijão, verduras e legumes formaram o prato principal desses produtores.

Debelar: vencer, derrotar.

O Hoje, 15 out. 2011. (Adaptado).

Para suprir o déficit nutricional a que se submeteram durante o período da promessa, foi importante eles terem consumido alimentos ricos em: a ) vitaminas A e E.

b ) frutose e sacarose.

c ) aminoácidos naturais.

d ) aminoácidos essenciais.

e ) ácidos graxos saturados.

Refletindo sobre o capítulo

Veja as respostas das questões desta seção nas Orientações para o professor.

A Retome a questão a da página 58. Você modificaria sua resposta? Por quê? B Retome o conteúdo das páginas 59 e 60. Com que frequência você bebe água? Você acredita que deveria reavaliar seus hábitos, baseando-se na quantidade de água que elimina pela respiração, urina e transpiração? C Elabore um diário sobre sua alimentação durante três dias, relatando os alimentos e/ou seus ingredientes predominantes em cada alimento. Verifique se em todas as refeições você tem ingerido sais minerais (página 62) e vitaminas (página 72). Citologia

79


Trocando ideias

Pirâmide alimentar

Você já deve ter ouvido falar que uma dieta saudável é fundamental para a saúde. Mas o que seria uma dieta saudável? Existem vários tipos de dietas e muitas delas podem ser consideradas saudáveis. A saúde está diretamente relacionada aos nutrientes que ingerimos. Se ingerimos nutrientes nas quantidades adequadas, podemos nos manter saudáveis e até mesmo prevenir algumas doenças. Se ingerirmos quantidades inadequadas, com o tempo, poderemos desenvolver problemas de saúde. Com o objetivo de orientar as pessoas para uma dieta mais saudável, especialistas em nutrição e alimentação humana elaboraram uma pirâmide alimentar. Ela funciona como um guia alimentar que indica como deve ser uma alimentação saudável diária. Nessa pirâmide alimentar, os nutrientes são classificados em diferentes grupos e mostram as quantidades adequadas de cada um deles. Quanto mais próximo da base, maior deve ser a ingestão dos alimentos; quanto mais próximo ao ápice, menor deve ser sua ingestão. Veja, a seguir, um modelo elaborado pela Sociedade Brasileira de Pediatria e, na página seguinte, qual é a quantidade indicada de cada grupo de alimentos.

nível 4

nível 3

Fonte: <www.sbp. com.br/pdfs/14297e1cartaz_Piramide. pdf>. Acesso em: 3 abr. 2016.

nível 2

Fl a

v io

Pe

re

ir a

nível 1

80

g18_ftd_lt_1nob_u2_c4_069a081.indd 80

1/6/16 3:42 PM


Frutas (4 a 5 porções diárias)

1 porção equivale a:

1 porção equivale a:

Nível 2

1 colher (sopa) de cenoura crua, chuchu cozido, ervilha ou couve-manteiga cozida;

• 2 colheres (sopa) de abobrinha ou brócolis cozido; • 2 fatias de beterraba cozida; • 4 fatias de cenoura cozida; • folhas de alface. Leites, queijos e iogurtes (3 porções diárias)

ou nectarina;

• 2 ameixas; • 4 gomos de laranja-bahia ou 6 gomos de mexerica ou tangerina;

• morangos.

Carnes e ovos (1 a 2 porções diárias) 1 porção equivale a:

Leguminosas (1 porção diária) 1 porção equivale a:

• 1 colher (sopa) de feijão, • meia colher (sopa) de feijão

• 3 fatias de muçarela ou

• meio omelete simples ou 1 ovo frito; • 1 ovo cozido ou 1 espetinho de carne; • 2 corações de frango; • meia fatia de carne bovina cozida ou

• 3 colheres (sopa) de

• 2 colheres (sopa) rasas de carne

• 1 xícara (chá) de leite; • 1 pote de iogurte com •

frutas;

2 colheres (sopa) de leite em pó;

2 fatias de queijo minas; queijo parmesão.

frango grelhado; sobrecoxa de frango cozida ou hambúrguer;

ervilha ou grão de bico cozido;

branco, lentilha ou soja cozida.

assada;

bovina moída refogada.

Açúcares e doces (1 a 2 porções diárias)

Óleos e gorduras (1 a 2 porções diárias)

1 porção equivale a:

1 porção equivale a:

• 1 colher (sopa) de açúcar refinado ou 3 colheres

• 1 colher (sobremesa) de azeite de oliva, óleo de

• 1 colher (sopa) de doce de leite cremoso ou açúcar

• 1 colher (sobremesa) de manteiga ou margarina.

(chá) de açúcar cristal; mascavo;

Unidade 2

• meia banana-nanica ou meio caqui; • 1 caju, carambola, laranja-pera, kiwi, pêssego

• meio bife bovino grelhado, filé de

1 porção equivale a:

Nível 3

1 porção equivale a:

• 2 colheres de sopa de aipim, macaxeira ou mandioca cozida; • 2 colheres de sopa de arroz branco cozido; • 2 colheres de aveia em flocos; • 1 batata-inglesa cozida ou meio pão francês; • 3 biscoitos tipo leite ou 4 do tipo maisena.

Verduras e hortaliças (4 a 5 porções diárias)

Nível 4

Cereais, pães, tubérculos e raízes (5 a 9 porções diárias)

Nível 1

Além de uma alimentação adequada, para que as pessoas mantenham a saúde, é importante praticar atividades físicas com frequência, controlar a massa corporal, utilizar o sal de cozinha com moderação e ingerir cerca de dois litros de água diariamente.

soja, canola, milho ou girassol;

• 2 colheres (sobremesa) de geleia. Veja as respostas das questões desta seção nas Orientações para o professor.

a ) Durante três dias, anote todos os alimentos que você ingere, comparando com a pirâmide alimentar da página ao lado. Verifique se você ingere as quantidades recomendadas de cada grupo alimentar. b ) Segundo alguns estudos sobre alimentação e dados do IBGE, a ingestão de alimentos industrializados tem aumentado na população brasileira, enquanto o consumo de alimentos in natura reduziu. Em 1975, o brasileiro consumia anualmente cerca de 35,6 kg de arroz, 14,69 kg de feijão e 1,71 kg de alimentos preparados ao ano; em 2009, o consumo de arroz foi de 12,55 kg, de feijão 7,44 kg e de alimentos preparados, 3,51 kg por ano. Converse com seus colegas sobre os motivos que ocasionaram essas mudanças nos hábitos alimentares da população brasileira e o que isso pode acarretar no futuro. Citologia

g18_ftd_lt_1nob_u2_c4_069a081.indd 81

81

31/5/16 3:28 PM


capítulo

St e

ve G

s chm

eissner/

SP L / l L a t ins t o c

k

Hemácia normal (à esquerda) comparada a uma hemácia que sofreu perda de água (à direita). As hemácias, ou glóbulos vermelhos, são responsáveis por transportar gás oxigênio para os tecidos do corpo humano e gás carbônico dos tecidos para os pulmões (aumento aproximado de 10 000 vezes).

Estrutura da célula: membrana plasmática Bolsa da NASA transforma até urina em bebida energética [...] Na última viagem da nave Atlantis, [...] os astronautas devem testar um novo equipamento com a função de modificar qualquer tipo de líquido e transformá-los em algo próprio para consumo. A Forward Osmosis Bag (FOB) é uma bolsa que armazena líquido em seu interior e, através de osmose, separa os resíduos e substâncias impróprias de uma solução com água, adicionando nesta uma concentração com açúcares. O funcionamento é simples: o astronauta preenche a bolsa com um líquido que contenha alta composição de água (como urina, por exemplo). Cerca de cinco horas depois, a pressão osmótica fará com que as moléculas de água passem por uma membrana semipermeável contida no FOB, que realiza a filtragem e separa a parte “boa” de sais, bactérias e qualquer outro componente que possa ser danoso, caso consumido. Do outro lado está a solução de açúcar que, além de acelerar a osmose, deixa o líquido com um gosto melhor e proporciona energia. [...] KLEINA, Nilton. Bolsa da NASA transforma até urina em bebida energética. Tecmundo, 7 jul. 2011. Disponível em: <www.tecmundo.com.br/nasa/11353-bolsa-da-nasa-transforma-ate-urina-em-bebida-energetica.htm>. Acesso em: 15 fev. 2016.

A Você conhece o significado dos termos em destaque no texto? Converse com seus colegas sobre eles. Resposta pessoal. B Qual é a relação entre a imagem e as palavras em destaque no trecho da notícia?

82

A imagem mostra o efeito da osmose em uma célula, processo que só ocorre por meio de uma membrana semipermeável, como a membrana plasmática da célula.


A membrana plasmática, também considerada uma membrana biológica, é responsável por separar o meio celular interno do externo. Ela pode variar aproximadamente entre 60 e 100 Å (ångström) de espessura, dependendo do tipo de célula, e seus detalhes só podem ser observados por meio de microscópios eletrônicos. Durante a segunda metade do século XIX, a membrana plasmática foi objeto de estudo de diversos cientistas. Em 1877, o botânico alemão Wilhelm Pfeffer (1845-1920) descreveu a capacidade da membrana plasmática de separar ambientes aquosos de composições químicas diferentes. Em 1895, o fisiologista britânico Charles Ernest Overton (1865-1933) identificou que a membrana plasmática possuía propriedades semelhantes ao óleo, constatando sua maior permeabilidade a certas moléculas hidrofóbicas. Em 1972, o citologista estadunidense S. Jonathan Singer (1924-) e o bioquímico de mesma nacionalidade Garth Nicolson (1943-), baseando-se nas constatações das pesquisas anteriores e em outras características, propuseram um modelo para a membrana plasmática chamado mosaico fluido. De acordo com esse modelo, a membrana plasmática é formada por duas camadas de lipídios, nas quais estão mergulhadas proteínas; tais componentes, por sua vez, estão em constante movimento. Veja abaixo um esquema que ilustra o mosaico fluido.

1. Quais são as principais funções da membrana plasmática?

As células eucarióticas possuem outras membranas biológicas com estrutura similar à membrana plasmática, as quais delimitam organelas, tais como a mitocôndria, o retículo endoplasmático, o complexo golgiense, o cloroplasto, entre outras.

Os lipídios e a maioria das proteínas presentes na membrana plasmática se deslocam, mas não perdem o contato entre si. Isso permite a fluidez da membrana, tornando-a elástica e resistente. Modelo do mosaico fluido glicolipídio

exterior da célula

Ilustração produzida com base em: CAMPBELL, N. A. et al. Biology. 8. ed. San Francisco: Pearson, 2008. p. 128.

proteínas lipídios glicoproteína

interior da célula

Diversos tipos de lipídios podem estar presentes nas membranas, sendo os fosfolipídios os mais comuns. Esses lipídios são formados por um grupamento polar (com propriedades hidrofílicas) e duas caudas apolares (com propriedades hidrofóbicas).

Ilustração produzida com base em: ALBERTS, B. et al. Biologia molecular da célula. 5. ed. Porto Alegre: Artmed, 2010. p. 619.

cabeça hidrofílica ou polar

caudas hidrofóbicas ou apolares

Ilustrações: A7 Estudio

Os lipídios de cada camada da membrana plasmática estão arranjados de maneira que sua porção hidrofílica está voltada para o meio extracelular e a porção hidrofóbica mantém contato com o meio intracelular. As proteínas da membrana podem se associar à bicamada lipídica de diferentes maneiras. As proteínas transmembranas atravessam ambos os lados da bicamada lipídica, enquanto as proteínas periféricas estão em contato com uma das superfícies (interna ou externa) da membrana, mas não a atravessam. As moléculas de carboidratos também estão presentes sobre a superfície das membranas. Se elas estiverem ligadas a lipídios, recebem o nome de glicolipídios; se ligadas a proteínas são chamadas de glicoproteínas.

Representação de um fosfolipídio.

1. Os alunos poderão responder que a membrana separa o meio intracelular do meio extracelular, entre outras respostas. Se necessário, diga que a membrana plasmática exerce diferentes funções. Entre elas, o controle do transporte de substâncias para o interior e o exterior da célula, a sinalização química (propriedade que permite o reconhecimento de outras células e moléculas) e a estruturação de tecidos por meio da adesão celular. Citologia

83

Unidade 2

Estrutura da membrana plasmática


Propriedades da membrana plasmática A membrana plasmática exerce diferentes funções. Entre elas, podemos citar o controle do transporte de substâncias para o interior e o exterior da célula, a sinalização química (propriedade que permite o reconhecimento de outras células e moléculas) e a estruturação de tecidos por meio da adesão celular. A permeabilidade seletiva é a propriedade que a membrana plasmática possui de permitir ou impedir a entrada ou saída de determinadas substâncias da célula. Por esse motivo, a membrana plasmática é considerada uma membrana semipermeável. As substâncias podem entrar e sair da célula por dois modos: via transporte ativo ou transporte passivo. Ambos diferem quanto ao gasto energético envolvido durante o processo. O transporte passivo pode ocorrer de maneiras diferentes: por meio da difusão simples, da difusão facilitada e da osmose. Já o transporte ativo inclui os processos de endocitose e exocitose, além da bomba de sódio-potássio.

Difusão simples A difusão simples é um transporte passivo, ou seja, ocorre sem o gasto de energia e envolve a água e pequenas moléculas como o gás oxigênio e o gás carbônico. Esse processo ocorre quando moléculas de um soluto (líquido ou gás) se movimentam de um local de maior concentração do soluto para um de menor concentração por meio de uma membrana semipermeável. Essa movimentação se dá a favor do gradiente de concentração. Esse movimento através da membrana permite que o soluto se distribua igualmente no meio interno e externo à célula.

Difusão simples das moléculas de um corante em solução aquosa

Somma Studio

O movimento aleatório de determinadas moléculas permite sua distribuição por toda a solução, ocupando todo o volume de maneira igual.

moléculas de corante

membrana semipermeável

2. Por que a concentração de gás oxigênio é maior fora da célula, e a de gás carbônico é maior em seu interior?

Ilustrações produzidas com base em: CAMPBELL, Neil. A. et al. Biology. 8. ed. San Francisco: Pearson, 2008. p.132.

O gás oxigênio (O 2), por exemplo, atravessa a membrana por difusão simples. Como sua concentração é maior fora da célula, o movimento aleatório de suas moléculas faz com que elas atravessem a bicamada lipídica e entrem na célula. No caso do gás carbônico (CO 2), cuja concentração é maior dentro da célula, tende a sair dela pela difusão através da membrana.

Porque, durante o processo da respiração, o gás oxigênio é consumido no interior da célula, enquanto o gás carbônico é produzido.

84

g18_ftd_lt_1nob_u2_c5_082a097.indd 84

31/5/16 3:48 PM


A osmose é um tipo de transporte passivo no qual as moléculas de água atravessam uma membrana semipermeável de um local com menor concentração de soluto para outro local com maior concentração. A movimentação do solvente (a água) ocorre sem gasto de energia a partir da diferença na concentração de solutos. Existem três tipos de solução a serem considerados no estudo da osmose. Observe suas definições considerando a comparação entre duas soluções A e B, nos exemplos a seguir. A

A

A

*Se possível, realize essa atividade com os alunos. Para isso, providencie antecipadamente os materiais que serão necessários. Veja, nas Orientações para o professor, mais informações sobre a realização dessa atividade.

Unidade 2

Osmose

soluto solvente

B

membrana semipermeável

B

Ilustrações: Somma Studio

B

Quando a solução A possui concentração de soluto igual à da solução B, dizemos que ela é uma solução isotônica em relação à solução B.

Quando a solução A é menos concentrada (menos soluto) do que a solução B, dizemos que ela é uma solução hipotônica em relação à solução B.

Quando a solução A é mais concentrada (mais soluto) do que a solução B, dizemos que ela é uma solução hipertônica em relação à solução B.

Agora, observe a descrição de uma atividade prática.* Um professor preparou uma solução de água (solvente) e sacarose (soluto). Essa solução, nomeada de I, foi colocada no interior de um tubo de vidro, o qual tinha uma de suas aberturas vedadas com papel-celofane, material que possui características de uma membrana semipermeável. Dessa maneira somente a água conseguia atravessar o celofane. Em seguida, o tubo contendo a solução I foi colocado no interior de um recipiente de vidro que continha uma solução II, contendo água pura.

tubo de vidro

tubo de vidro

solução I solução I

papel-celofane

solução II

Ilustrações produzidas com base em: RAVEN, P. H.; EVERT, R. F.; EICHHORN, S. E. Biologia vegetal. 6. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2001. p. 78, 80.

De maneira geral, a concentração de uma solução é definida pela quantidade de soluto dissolvido em determinada quantidade de solvente. 3. Considere que uma célula possua uma concentração de soluto menor do que a solução I. Se esta célula fosse colocada no interior desta solução, o que iria ocorrer com ela? A célula perderia água para a solução I, ou seja, ela iria encolher.

solução II

sacarose papel celofane

água Ilustrações produzidas com base em: RAVEN, Peter H. et al. Biologia Vegetal. 6. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2001. p. 78, 80.

Em um primeiro momento, as moléculas de água começam a atravessar a membrana de celofane em direção à solução I, ou seja, elas saem de um local de menor concentração de soluto (solução hipotônica) para um local com maior concentração de soluto (hipertônica).

As moléculas de água entram no tubo até que exista um equilíbrio entre as concentrações de soluto entre as soluções. Dessa maneira, após determinado tempo, o movimento da água para o interior do tubo provoca um aumento no volume da solução e a coluna de água sobe. Citologia

g18_ftd_lt_1nob_u2_c5_082a097.indd 85

85

31/5/16 3:49 PM


Osmose nas células O efeito da osmose varia conforme a célula e o meio na qual ela está inserida. O esquema a seguir apresenta o que ocorre com uma célula animal e uma célula vegetal quando são colocadas em soluções aquosas contendo diferentes concentrações de soluto. Solução isotônica

Solução hipotônica

H2O

H2O

H2O

Solução hipertônica

H2O

Célula animal

*Se achar interessante, informe aos alunos que as bactérias, os fungos e alguns protozoários também possuem parede celular, por isso suas células, quando colocadas em soluções hipertônicas ou hipotônicas, se comportam de maneira semelhante às células vegetais.

• <http://tub.im/ ypg276>.

H2O H2O

H2O

A célula perde água e encolhe. Em hemácias, esse resultado é chamado crenação.

H2O

Ilustrações: Somma Studio

Acesse o site a seguir e veja mais informações sobre a osmose.

A célula incorpora água, incha e pode ocorrer o rompimento da membrana plasmática.

A célula não sofre alteração.

Célula vegetal *

Acesso em: 15 fev. 2016.

Não ocorre alteração na célula. Ilustrações produzidas com base em: CAMPBELL, Neil. A et al. Biology. 8. ed. San Francisco: Pearson, 2008. p. 133.

Biologia e Saúde

A célula vegetal também incorpora água, mas a presença de uma parede celular rígida, externa à membrana plasmática, mantém o formato da célula e impede que ela se rompa.

A célula perde água e a membrana plasmática se separa da parede celular, mas a célula mantém seu formato. Quando esse processo osmótico ocorre em células vegetais, ele é chamado plasmólise.

Sede

A perda de água do interior das células normalmente ocorre em situações em que o corpo está desidratado, ou seja, perde água em uma taxa maior do que sua reposição. Esta desidratação celular excita rapidamente o centro da sede presente no cérebro. A causa mais comum desse fato é o aumento da concentração de sódio no líquido extracelular, o que leva à perda de água por osmose das células neuronais do centro da sede. A sede é uma resposta do corpo à falta de água que, se não reposta, pode causar diversos problemas e, dependendo do grau de desidratação, levar a pessoa à morte. Por isso, é importante se manter hidratado.

86


Oficina de Biologia Unidade 2

Com base em alguns conceitos trabalhados neste capítulo, reflita sobre as questões a seguir.

• A membrana plasmática das células vegetais é semipermeável? • O que acontece com a célula quando colocada em um meio hipertônico? Para investigar e solucionar as questões propostas, realize a atividade a seguir.

Materiais

• 2 copos (300 mL)

descartáveis transparentes

• 4 pedaços de chuchu

com espessura menor que 1 cm cada

• água • 1 colher de sopa • caneta • fita adesiva

!

Peça a um adulto que corte as fatias de chuchu, a fim de evitar acidentes.

• sal de cozinha

Mãos à obra Com a fita crepe e a caneta, etiquete os copos com as letras A e B.

B

Coloque 200 mL de água em cada um dos copos.

C

No copo B adicione duas colheres de sal e misture.

D

Coloque dois pedaços de chuchu no copo A e dois no copo B.

E

Aguarde duas horas e retire-as. Por fim, observe.

Somma St

udio

A

Para pensar

Veja as respostas das questões desta seção nas Orientações para o professor.

1. Em qual dos copos o meio era hipertônico em relação aos pedaços de chuchu? Explique. 2. Em qual copo foi visível o resultado da osmose nos pedaços de chuchu? 3. O que aconteceu com o chuchu no copo B? Como é o nome desse processo? 4. O que aconteceria com os pedaços de chuchu caso fossem colocados em um copo com água destilada, ou seja, uma solução sem sais dissolvidos?

Citologia

87


Difusão facilitada Algumas moléculas somente entram ou saem das células com o auxílio de proteínas carreadoras. Essas proteínas estão presentes na membrana plasmática e aumentam a velocidade de movimentação de determinadas moléculas entre o interior e o exterior da célula. Esse transporte ocorre a favor do gradiente de concentração e sem gasto de energia e é chamado de difusão facilitada. Esse tipo de transporte passivo pode acontecer de diferentes maneiras e depende do tipo de moléculas a ser transportada. Um exemplo de difusão facilitada ocorre no transporte da glicose (C 6 H12O 6). Veja abaixo as etapas desse processo.

Difusão facilitada da glicose Ilustrações produzidas com base em: PURVES, W. K. et al. Vida: a ciência da Biologia. 6. ed. Porto Alegre: Artmed, 2002. p. 88, 90.

A concentração de glicose é maior no meio extracelular em virtude de sua rápida utilização pela célula, por isso, a tendência é que ela entre na célula. Por ser uma molécula polar, a glicose não pode atravessar a membrana plasmática e precisa ser transportada por proteínas carreadoras. A proteína carreadora possui um sítio de ligação específico para a glicose. 2 A molécula de glicose se liga ao sítio da proteína carreadora. 3 Essa ligação permite que a proteína altere sua forma e libere a glicose para o interior da célula. 1

2

3

1

Outro exemplo de difusão facilitada ocorre com íons. Sua entrada ou saída da célula é realizada por meio de canais iônicos, que também são formados por proteínas.

Transporte ativo: bomba de sódio-potássio Em algumas situações, determinadas moléculas ou íons atravessam a membrana plasmática saindo de um local de menor concentração para outro de maior concentração. Esse processo ocorre ativamente, ou seja, com o gasto de energia. A bomba de sódio-potássio é um exemplo de transporte ativo.

Bomba de sódio-potássio Em células como os neurônios, a concentração de íons sódio (Na+) é maior fora da célula, enquanto a de íons potássio (K+) é maior em seu interior. Apesar disso, os íons de sódio são bombeados para o exterior da célula, enquanto os íons potássio são enviados para o interior celular, por meio de determinadas proteínas da membrana plasmática que utilizam energia para realizar esse processo. Íons de sódio (Na+) se unem à proteína para que sejam transportados.

2

A proteína utiliza a energia para alterar sua configuração.

3

Os íons sódio são liberados para fora da célula. Simultaneamente, os íons potássio se ligam à proteína. Com isso, os íons de sódio conseguem se ligar a ela e atravessá-la.

3

1

2 4

4

Ilustrações: A7 Estudio

1

Os íons potássio atravessam a proteína e são liberados para o interior celular.

88

g18_ftd_lt_1nob_u2_c5_082a097.indd 88

31/5/16 3:57 PM


Transporte por meio de vesículas

Unidade 2

Algumas partículas e determinadas macromoléculas, como proteínas e polissacarídeos, são muito grandes para atravessar a membrana plasmática. Por isso, seu transporte é realizado por meio de vesículas. O transporte de substâncias por vesículas, do exterior para o interior das células, recebe o nome de endocitose. Nele, porções da membrana plasmática se modificam para formar as vesículas, englobando substâncias presentes no meio extracelular e transportando-as para o interior da célula. Quando essas vesículas se formam no interior das células e se fundem com a membrana liberando seu conteúdo para o meio extracelular, ocorre um tipo de transporte chamado exocitose. Veja abaixo a representação da exocitose e da endocitose em uma célula eucariótica. Ilustração produzida com base em: PURVES, W. K. et al. Vida: a ciência da Biologia. 6. ed. Porto Alegre: Artmed, 2002. p. 91.

vesícula

Somma Studio

Na endocitose, parte da membrana celular envolve substâncias a serem englobadas formando uma vesícula, que irá se direcionar para o interior da célula.

vesícula secretora

Na exocitose, uma vesícula se forma ao redor das substâncias a serem eliminadas. Assim, ela é direcionada para a membrana plasmática com a qual se funde e libera seu conteúdo para fora da célula.

membrana plasmática

Fagocitose e pinocitose A endocitose ocorre de diferentes maneiras. Quando moléculas grandes ou células inteiras são ingeridas pela célula, a endocitose recebe o nome de fagocitose. Exemplos disso são observados em células de defesa do corpo humano ou em alguns protozoários que se alimentam de organismos unicelulares.

Eye of Science/SPL/Latinstock

Quando a célula engloba moléculas menores, já diluídas no líquido extracelular, a endocitose é denominada pinocitose. Os macrófagos são células que fazem parte das defesas do corpo humano. Assim, quando uma bactéria ou outro corpo estranho entra no organismo, os macrófagos os reconhecem por meio de receptores químicos presentes nas membranas plasmáticas desses microrganismos e, por fim, realizam sua fagocitose.

bactéria

macrófago

Macrófago englobando várias bactérias Escherichia coli por fagocitose (aumento aproximado de 1 750 vezes).

Citologia

89


Junções intercelulares Em animais e vegetais, as células formam tecidos, órgãos e sistemas. Para que as células permaneçam unidas e possam formar barreiras, interagir e se comunicar, algumas estruturas realizam esse contato físico. Veja como isso ocorre observando o esquema abaixo.

Junções intercelulares

As junções ocludentes são comuns em células epiteliais, vedando os espaços entre células adjacentes e impedindo a passagem de substâncias entre elas. Dessa maneira, uma substância só pode atravessar um tecido pelo interior da célula caso seja permeável à membrana plasmática.

l l ip s/ M . PhLi a t insSt cience ock / v id D a S o ur ce

Junções ocludentes (ou aderentes)

junções ocludentes Junções ocludentes (aumento aproximado de 81 000 vezes).

Desmossomos

Junções comunicantes

Ilustração produzida com base em: CAMPBELL, N. A. et al. Biology. 8. ed. San Francisco: Pearson, 2008. p. 121.

Desmossomos (aumento aproximado de 95 000 vezes).

l l ip s/ M . PhLi a t insSt cience ock / v id D a S o ur ce

A7 Estudio

As junções comunicantes são formadas por canais constituídos de proteínas, que permitem a passagem de pequenas moléculas de uma célula para outra, tais como água, glicose e íons. Elas estão presentes, junção por exemplo, em células comunicante do coração e em células vegetais.

l l ip s/ M . PhLi a t insSt cience ock / v id D a S o ur ce

Os desmossomos, muito comuns em células musculares, permitem a ligação entre filamentos de células adjacentes. Esses filamentos fazem parte do citoesqueleto da célula, que auxilia na manutenção de sua desmossomo estrutura.

Junções comunicantes (aumento aproximado de 96 000 vezes).

Plasmodesmos Bio

o A s s o c ia t e s pho t r ce / L a t in / S cien s t o c k ce S ou

Em células vegetais, as junções comunicantes são chamadas de plasmodesmos. Eles formam canais que atravessam a parede celular e a membrana plasmática, mantendo a comunicação entre o ambiente intracelular de células vizinhas, o que permite a troca de substâncias entre elas.

Plasmodesmos entre células vegetais (aumento aproximado de 28 000 vezes).

90

g18_ftd_lt_1nob_u2_c5_082a097.indd 90

6/7/16 2:39 PM


Estruturas externas à membrana plasmática Unidade 2

As células podem apresentar estruturas externas à membrana plasmática, que variam em sua função e composição. Elas são sintetizadas pelas células e desempenham papéis que variam conforme o tipo celular. Entre essas estruturas, podemos citar a parede celular e o glicocálice.

Parede celular As células de bactérias, fungos e vegetais possuem parede celular, cuja função é conferir proteção, suporte e adesão às células. No entanto, a parede celular desses seres vivos difere entre si, principalmente em relação à sua composição química. Agora, vamos estudar algumas características da parede celular de células vegetais e de bactérias.

Parede celular vegetal A parede celular vegetal é formada por celulose, moléculas de polissacarídeos e proteínas. A celulose é composta de monômeros de glicose, que formam cadeias longas e finas chamadas microfibrilas. Essas cadeias são entrelaçadas formando camadas, arranjo que confere alta resistência. Entre as camadas de microfibrilas, existem diversas moléculas com funções diferentes. Algumas delas, como a lignina, conferem maior resistência e rigidez à parede celular. As principais funções da parede celular vegetal são fornecer suporte, limitar o volume celular e atuar como barreira contra microrganismos que possam causar prejuízos à planta. parede celular

Parede celular de Taxus canadensis (aumento aproximado de 22 000 vezes). So mm op

ho

t in

dio

Bi

st

tu

oc

k

aS

Célula vegetal.

to

A ss

o c ia

t e s/ S c ience S

ou

rc

e/

La

Parede celular bacteriana A parede celular das bactérias é bioquimicamente distinta daquela encontrada nos vegetais. Ela é formada basicamente por polímeros complexos conhecidos como peptidioglicanos, que aumentam a rigidez da célula e impedem que a membrana plasmática sofra lise (quebra) com a entrada ou saída de água. Além disso, protege a célula contra alguns agentes químicos e físicos externos.

parede celular

glicocálice

Dr

Glicocálice

Imm

o Ra n t al a / SP L / L a t ins t o c k

O glicocálice é uma camada de carboidratos, glicoproteínas e polissacarídeos chamados proteoglicanos, produzida por algumas células de animais e de bactérias e depositada sobre a membrana plasmática. O glicocálice confere proteção à célula contra danos químicos ou mecânicos e auxilia células bacterianas a se fixarem em células hospedeiras. Bactéria do gênero Streptococcus (aumento aproximado de 170 000 vezes).

Citologia

91


Atividades

Responda as atividades no caderno.

Veja as respostas das questões desta seção nas Orientações para o professor.

1. Qual é a importância da membrana plasmática para as células? 2. Qual é a composição química da membrana plasmática? 3. Explique o modelo do mosaico fluido. 4. Descreva o que é permeabilidade seletiva. 5. Qual é a principal diferença entre transporte ativo e transporte passivo? Cite um exemplo de cada um desses processos.

6. Por que na osmose as células tornam-se túrgidas ou flácidas se colocadas em um meio hipotônico ou hipertônico respectivamente, e na difusão isso não ocorre?

7. As moléculas como a glicose não conseguem atravessar livremente a membrana plasmática. Explique por que isso ocorre e qual é o mecanismo utilizado pela célula para que essas moléculas entrem.

8. Descreva a endocitose e a exocitose. 9. Plantas e bactérias possuem parede celular, estrutura externa à membrana plasmática. Qual é a importância dessa estrutura nas células desses organismos?

10. O que é glicocálice e qual sua importância para a célula? 11. Em uma prova de Biologia, a professora elaborou a seguinte questão: "Diferencie a célula animal da célula vegetal com relação à presença de parede celular". Uma aluna respondeu que a célula animal tem membrana plasmática e a célula vegetal tem parede celular. A afirmação da aluna está correta? Justifique.

12. Um professor realizou um experimento para demonstrar a osmose em uma célula animal. Observe abaixo o procedimento adotado por ele.

água com açúcar

Ilustrações: Somma Studio

água

1 Ele colocou dois

ovos cozidos em um recipiente e os cobriu com vinagre. Depois, tampou o recipiente com papel-alumínio.

2 No dia seguinte, ele

retirou os ovos da solução e os lavou, retirando as cascas.

3 Em seguida, colocou um

dos ovos em um recipiente com água, e o outro em uma solução com alta concentração de açúcar.

4 Após 48 horas, o ovo que ficou na água estava bem maior do que o ovo da solução de açúcar.

a ) Qual a finalidade de manter os ovos imersos na solução de vinagre por 24 horas? b ) Por que o ovo imerso em água aumentou de tamanho e o outro diminuiu?

92

g18_ftd_lt_1nob_u2_c5_082a097.indd 92

31/5/16 3:58 PM


13. A bomba de sódio e potássio é uma proteína transmembrana vital à célula. Por meio do

Unidade 2

transporte ativo, ela evita o aumento acentuado na concentração de sódio no interior da célula. No caderno, elabore um esquema mostrando o funcionamento da bomba de sódio e potássio.

14. Leia o trecho da reportagem a seguir e responda às questões. Um grupo de cientistas de vários países descobriu de que maneira a insulina interage com as células, abrindo um importante precedente para a criação de medicamentos e tratamentos mais eficazes e menos dolorosos contra o diabetes. [...] O artigo [onde foi divulgada essa informação] descreve como a insulina muda de formato para se encaixar em seu receptor. [...] [...] As células do corpo humano absorvem o açúcar a partir dos alimentos ingeridos para gerar energia. No entanto, a glicose não pode penetrar a membrana celular sem a ajuda da insulina, um hormônio produzido por células endócrinas no pâncreas. Para absorver o açúcar, a maioria das células tem "receptores" de insulina que se ligam ao hormônio assim que ele entra na corrente sanguínea. [...] Os portadores de diabetes têm altas taxas de açúcar no sangue por conta da produção inadequada de insulina. A doença pode causar sérias complicações, que vão de males cardíacos, derrame e pressão alta, à cegueira e problemas renais. [...] CIENTISTAS descobrem como insulina interage com as células. G1, São Paulo, 9 jan. 2013. Ciência e Saúde. Disponível em: <http://g1.globo.com/ciencia-e-saude/noticia/2013/01/cientistas-descobrem-como-insulina-interage-com-celulas.html>. Acesso em: 15 fev. 2016.

a ) Explique com suas palavras a importância da descoberta citada no texto. b ) Sabendo que a insulina ativa algumas proteínas responsáveis pela entrada da glicose nas células, explique como ocorre o transporte da glicose para o interior da célula. c ) Segundo o texto, em que local da célula as moléculas da insulina se ligam?

15. Os antibióticos são agentes químicos seletivos, capazes de interagir, por exemplo, com determinadas estruturas das células bacterianas e alterar sua função ou destruí-la. Antibióticos conhecidos como betalactâmicos (penicilina, amoxicilina, ampicilina, vancomicina, entre outros) agem inibindo a síntese de peptidioglicanos da parede celular. Explique o que acontece com as bactérias submetidas à ação desses antibióticos.

16. Observe o esquema abaixo. D B

Ilustração produzida com base em: CAMPBELL, N. A. et al. Biology. 8. ed. San Francisco: Pearson, 2008. p. 128.

E

C

a ) No caderno, escreva o nome das partes indicadas.

A7 E

stu

dio

A

b ) Descreva a importância de cada um desses componentes. Citologia

g18_ftd_lt_1nob_u2_c5_082a097.indd 93

93

31/5/16 4:00 PM


17. A insuficiência renal ocorre quando os rins não realizam adequadamente a filtragem do sangue e, desse modo, prejudicam a eliminação de impurezas por meio da urina. Nesse caso, o portador deve submeter-se à hemodiálise. Observe esta técnica no esquema a seguir. No braço do paciente é realizado um procedimento cirúrgico para unir uma artéria e uma veia 1 , aumentando o fluxo sanguíneo. Neste local, um tubo é inserido para receber o sangue do paciente, que é levado para um filtro 2 . Este filtro possui uma membrana semipermeável 3 , que permite a passagem das impurezas do sangue, mas não permite a passagem das células e outros elementos que formam o sangue. O filtro é banhado por uma solução de água ultrapurificada pelo processo de osmose reversa.* Essa água atravessa a membrana e arrasta consigo as impurezas do sangue 4 . As impurezas são descartadas 5 e o sangue purificado é devolvido ao corpo do paciente 6 .

Ilustração produzida com base em: Sociedade Brasileira de Nefrologia. Disponível em: <http://sbn.org.br/ publico/tratatamentos/ hemodialise/?publico>. Acesso em: 3 maio 2016.

1

3 4

6

Somma Studio

2

5

Representação do processo de hemodiálise. *A osmose reversa será abordada na seção a ) De acordo com o enunciado e o esquema acima, qual é a importância da osmose reverTrocando ideias no final sa no tratamento da insuficiência renal? deste capítulo. Se b ) A função que a membrana semipermeável realiza na hemodiálise tem o mesmo princípio considerar da membrana plasmática nas células? Explique. interessante, explore a seção em 18. (UFPR) Um dos processos bioquímicos mais básicos para o surgimento e organização da conjunto com esta atividade. vida foi a separação entre o meio intracelular e o extracelular. A estrutura celular responsá-

vel por esse processo é conhecida como membrana celular (ou membrana plasmática). Sobre essa membrana, considere as seguintes afirmativas: 1. A membrana celular é composta por uma bicamada de lipídeos e por proteínas incrustadas nessa bicamada. Moléculas de carboidratos com função de sinalização podem estar ligadas aos lipídeos ou proteínas. 2. Juntamente com a separação do meio intra e extracelular, ocorreu o processo de compartimentalização celular, que é responsável pela estruturação das organelas. Dessa maneira, é correto afirmar que apenas organismos eucariontes apresentam membrana celular. 3. As membranas celulares apresentam permeabilidade seletiva, que é a capacidade de permitir que algumas moléculas possam atravessá-las passivamente, enquanto outras têm a sua passagem dificultada, impedida ou regulada. 4. Ao invés de membrana celular, bactérias e vegetais apresentam a parede celular como envoltório celular externo. Assinale a alternativa correta. a ) Somente as afirmativas 2 e 4 são verdadeiras. b ) Somente as afirmativas 1 e 3 são verdadeiras. c ) Somente as afirmativas 1, 3 e 4 são verdadeiras. d ) Somente as afirmativas 1, 2 e 3 são verdadeiras. e ) As afirmativas 1, 2, 3 e 4 são verdadeiras.

94

g18_ftd_lt_1nob_u2_c5_082a097.indd 94

31/5/16 4:01 PM


19. (Ufla) Um neurônio, após a propagação do impulso nervoso, necessita restabelecer a pola-

a ) Osmose

b ) Difusão simples

c ) Transporte ativo

d ) Difusão facilitada

Unidade 2

ridade da membrana (repolarização) e manter a concentração de íons sódio mais elevada, fora da célula, e a concentração de potássio mais elevada, dentro da célula. Para isso, a membrana plasmática utilizará o processo de:

20. (Udesc) Assinale a alternativa correta quanto aos mecanismos de transporte de substâncias pela membrana da célula. a ) A difusão facilitada é a passagem de substâncias não lipossolúveis pela membrana da célula com auxílio de proteínas. b ) Moléculas muito pequenas e apolares (gás carbônico e oxigênio) não passam através da membrana plasmática. c ) O movimento de substâncias no transporte ativo ocorre de onde estão mais concentradas de soluto para onde estão menos concentradas e é realizado com gasto de energia. d ) Na osmose ocorre a passagem de solvente da solução mais concentrada para a menos concentrada de soluto. e ) A glicose é uma molécula grande e polar que atravessa diretamente a membrana plasmática, ou seja, por difusão simples.

21. (UFPB) Anualmente, em todo o mundo, grandes áreas de plantio são perdidas devido à salinização do solo, o que impossibilita a sobrevivência de vegetais. Grande parte desse problema ocorre devido à entrada excessiva do íon sódio nas células, levando à morte celular, pela sua alta toxicidade. Diversos estudos buscam solucionar esse problema utilizando diferentes estratégias. Uma estratégia que pode ser utilizada para minimizar a alta toxicidade dos íons sódio na célula vegetal, sem prejudicar o seu funcionamento, é: a ) Aumentar o número de proteínas do tipo bombas de efluxo de íons sódio. b ) Aumentar a rigidez da membrana plasmática. c ) Aumentar a disponibilidade de água para a célula vegetal. d ) Impedir a expressão gênica de todas as permeases da célula, visto que essas proteínas realizam a difusão facilitada. e ) Impedir a osmose, fazendo com que a célula não perca água para o meio externo.

22. (UFV) A explicação correta sobre o fato da composição química do meio intracelular ser muito diferente daquela referente ao meio extracelular é a presença de: a ) uma membrana celular altamente impermeável que controla a entrada e saída de solutos da célula. b ) uma membrana plasmática com transportadores e canais proteicos que regulam as trocas entre os meios. c ) uma membrana plasmática com organização molecular que impede troca de substâncias entre os meios. d ) uma membrana celular com composição predominantemente lipídica o que a torna permeável aos solutos.

Refletindo sobre o capítulo

Veja as respostas das questões desta seção nas Orientações para o professor.

A Observe novamente a fotografia da página 82. Explique o que pode ter ocorrido para que a célula (à direita da fotografia) apresentasse aquele resultado. B Na atividade da página 85, considere que fosse apresentada uma terceira situação, na qual a solução do recipiente de vidro tivesse a mesma concentração de solutos que a solução do tubo. O que aconteceria nesse caso? Por quê? C Retome o conteúdo estudado na página 91 sobre parede celular vegetal. Explique por que a célula vegetal apresentada na página 86 não estoura como ocorre com a célula animal? Citologia

95


Trocando ideias Ilustrações produzidas com base em: International Renewable Energy Agency (Agência Internacional de Energia Renovável). Disponível em: <www.irena.org/ DocumentDownloads/ Publications/IRENA-ETSAP%20 Tech%20Brief%20I12%20 Water-Desalination.pdf>. Acesso em: 5 maio 2016.

Osmose reversa e crise hídrica

Se achar necessário, relembre com os alunos o conceito de gradiente de concentração e como ele interfere no movimento do solvente por meio de uma membrana semipermeável.

No final da década de 1950, o químico estadunidense Sidney Loeb (1917-2008), com a colaboração de outros cientistas, desenvolveu um método de filtração que se baseia no uso de uma membrana sintética semelhante à membrana plasmática. Esse método ficou conhecido como osmose reversa (ou invertida). Nesse processo, ao contrário do que ocorre na osmose celular, o solvente passa do meio mais concentrado para o menos concentrado, ou seja, a água se move em sentido contrário.

pressão

solução hipertônica

solução hipotônica

Osmose.

*Se julgar necessário, informe aos alunos que a água pode ser classificada, de acordo com a quantidade de sais dissolvidos, em: doce, salobra ou salina. Nesse sentido, a água doce é a que apresenta a menor concentração de sais, seguida pela salobra e pela salina.

Na osmose reversa, a água flui através de uma membrana semipermeável (da solução mais concentrada para a menos concentrada). Como a água se move contra o gradiente de concentração, é necessária a aplicação de uma pressão sobre a solução concentrada para forçar a passagem do solvente pela membrana.

Osmose reversa.

A membrana semipermeável utilizada no processo de osmose reversa permite a passagem apenas de moléculas de água. Dessa maneira, os sais minerais, as bactérias, os fungos, as moléculas orgânicas e as inorgânicas e, inclusive, os vírus, ficam retidos na membrana. Assim, é possível utilizar esse processo para obter água potável, ou seja, adequada ao consumo humano, a partir de água de mares, oceanos, poços subterrâneos e açudes. O processo de retirada de sais minerais da água recebe o nome de dessalinização, e se baseia na transformação da água salobra ou salina em água doce.* Em diversos locais do mundo, a osmose reversa é o método mais utilizado na dessalinização da água, permitindo a obtenção de água potável a partir da água dos mares e oceanos, por exemplo. A seguir, veja um esquema representando esse processo.

Processo de dessalinização de água por osmose reversa 4

3

A água é captada do mar, oceano ou de fontes subterrâneas.

2

As partículas sólidas são removidas.

Ilustrações: Somma Studio

1

A água é pressionada contra as membranas semipermeáveis de um sistema de filtros.

A água já dessalinizada passa por correção do pH e adição de alguns sais minerais e se torna potável. Depois, é armazenada para ser distribuída à população.

96


Sistema de dessalinização de água por osmose reversa em Malhada de Pedras, na Bahia, no ano de 2012.

A dessalinização, ainda, é uma técnica de custo elevado, em virtude principalmente do alto consumo energético. Além disso, a distribuição de água contribui para elevar os custos da produção. Assim, quanto mais a região a ser abastecida estiver afastada das fontes de água salgada, mais elevado será o custo da produção e distribuição de as respostas das questões desta seção água potável proveniente da dessalinização. Veja nas Orientações para o professor. a ) Qual é a principal diferença entre a osmose e a osmose reversa? b ) Leia o trecho da notícia a seguir e responda às questões.

Revolução de água em Israel afasta qualquer ameaça de seca […] Enquanto a Califórnia e outras áreas no Oeste dos Estados Unidos lidam com uma seca extrema, uma revolução ocorreu aqui. Um grande esforço nacional para dessalinização da água marinha do Mediterrâneo e reciclagem de águas residuais forneceram ao país água suficiente para todas as suas necessidades, mesmo durante secas severas. Mais de 50% da água dos lares israelenses, agricultura e indústria agora é produzida artificialmente. […] KERSHNER, Isabel. Revolução de água em Israel afasta qualquer ameaça de seca. Trad. George El Khouri Andolfato. UOL, 30 maio 2015. Disponível em: <http://noticias.uol.com.br/internacional/ultimas-noticias/the-new-york-times/2015/05/30/ revolucao-de-agua-em-israel-afasta-qualquer-ameaca-de-seca.htm>. Acesso em: 15 fev. 2016.

••De acordo com a notícia, além da dessalinização das águas do Mediterrâneo outra

técnica também contribui para a superação da crise hídrica em Israel. Qual é esta técnica e no que ela consiste? Se necessário, realize uma pesquisa.

• •Qual

é a importância da osmose reversa para as populações que moram em regiões com escassez de água potável, mas que têm acesso a fontes de água salgada?

• •A dessalinização pode ser considerada a solução definitiva para o acesso à água potável em todas as regiões do mundo e por tempo indeterminado?

••Em 2014 e 2015, o estado de São Paulo passou pela maior crise hídrica já vivenciada

na região. Em 2016, os reservatórios continuaram com níveis baixos, e a solução foi o racionamento de água e a espera por chuvas torrenciais para restabelecer os níveis adequados dos reservatórios da região. No entanto, essas medidas são apenas paliativas, ou seja, reduzem o consumo de água, mas não extinguem a pressão sobre os reservatórios de água da região. Você acredita que a dessalinização poderia ser uma alternativa viável à crise hídrica dessa região? Discuta sobre essa questão com os colegas. Citologia

97

Unidade 2

Cesar Diniz/Pulsar

No Brasil, a produção de água potável a partir da dessalinização por osmose reversa já é realidade em muitos municípios da região Nordeste, embora a produção ainda ocorra em pequena escala. As condições do solo e do clima dessa região impõem condições salobras ou salinas às fontes de água subterrâneas. Em virtude disso, a dessalinização é uma solução para tornar a água subterrânea adequada ao consumo humano, à criação de animais e à irrigação agrícola.


capítulo

swisoot/Shutterstock.com

Em uma fábrica de utensílios de cerâmica, há diferentes setores dedicados a cada uma das etapas do processo produtivo. Em destaque na fotografia, alguns objetos de cerâmica.

Estrutura da célula: citoplasma Em uma indústria, por exemplo, as etapas de produção são executadas em diferentes setores. Em cada um deles, há funcionários especializados em realizar determinadas funções e isso não interfere no andamento dos demais setores. No entanto, todos têm o mesmo objetivo: transformar a matéria-prima no produto final. De maneira similar às indústrias, uma célula realiza suas atividades de maneira organizada. Células eucarióticas, por exemplo, apresentam uma série de estruturas internas especializadas e capazes de realizar funções específicas de maneira coordenada e integrada entre si. A Os diferentes setores de produção de uma indústria são dependentes entre si? Sim, pois a atividade de um setor depende do produto proveniente de outro. Por isso, Por quê? caso um dos setores da linha de produção apresente problemas, o produto final (utensílio

*Veja uma sugestão de como trabalhar esta questão nas Orientações para o professor.

cerâmico) não será produzido adequadamente ou haverá bloqueio da produção.

B Considere uma fábrica de cerâmica com os seguintes setores: armazenamento de matéria-prima (setor 1), preparação da matéria-prima (setor 2), moldagem do produto (setor 3), secagem e queima do produto (setor 4), acabamento do produto (setor 5), esmaltação e decoração do produto (setor 6), classificação do produto (setor 7), embalagem do produto (setor 8), transporte do produto até o comércio (setor 9). Esses diferentes setores de produção (1 a 9) podem ser comparados a alguma(s) estrutura(s) celular(es)? Quais?* Sim, os diferentes setores da linha de produção podem ser comparados às organelas existentes no interior das células eucarióticas.

C É possível afirmar que as partes da célula são dependentes umas das outras? pois em uma célula o produto de uma determinada organela pode servir de Explique. Sim, matéria-prima para outra. Além disso, a produção de uma molécula pode exigir a participação de uma ou mais estruturas celulares.

98


Estrutura do citoplasma

II A

núcleo

Bactéria Escherichia coli (aumento aproximado de 23 300 vezes).

Unidade 2

Eye of Science/SPL/Latinstock

I

Steve Gschmeissner/SPL/Latinstock

membrana plasmática

Observe as fotografias abaixo.

Linfócito B (aumento aproximado de 6 000 vezes).

1. Identifique, na fotografia II, a parte da célula indicada pela letra A. A: citoplasma. 2. Além do núcleo individualizado, que diferença pode ser observada entre as células I e II com relação à estrutura interna? 3. O que são os compartimentos presentes no interior da célula da imagem II? Os compartimentos no interior das células correspondem às organelas.

Somma Studio

No capítulo anterior, estudamos a estrutura e a importância da membrana plasmática. Neste capítulo, estudaremos o citoplasma, que corresponde à região entre a membrana plasmática e o núcleo. O citoplasma é formado pelo citosol e as organelas nele imersas.

2. A célula I apresenta uma estrutura interna mais simples, sem compartimentalizações em seu interior. Já a célula II tem uma estrutura interna mais complexa, altamente compartimentalizada, ou seja, formada por várias estruturas individualizadas.

O citosol é rico em água e tem grande quantidade de moléculas. Nele, ocorre uma série de reações químicas. Veja ao lado.

Ilustração produzida com base em: ALBERTS, B. et al. Fundamentos da Biologia celular. 3. ed. Porto Alegre: Artmed, 2011. p. 21.

4. Como se encontram as estruturas internas no citosol de uma célula, livres ou organizadas? A célula apresenta certa organização interna, ou seja, suas estruturas não estão livres no citosol.

Citoesqueleto

Representação do citosol em azul. Em branco, o local onde estariam as estruturas internas. Dr Alexey Khodjakov/SPL/Latinstock

Além dos diversos compartimentos, o citoplasma das células eucarióticas possui uma rede de filamentos longos e finos de proteí­nas. Esse sistema de filamentos é chamado citoesqueleto, e tem a função de sustentar e de organizar o citoplasma e suas estruturas. Por isso, esse sistema está relacionado, por exemplo, à capacidade da célula em assumir diferentes formas, realizar movimentos coordenados (como a formação de pseudópodes e o deslocamento intracelular de organelas e de vesículas), à movimentação dos cromossomos durante a divisão celular e à contração das células musculares. Célula epitelial do rim de rato-canguru (aumento aproximado de 500 vezes), evidenciando o núcleo (azul) e parte do citoesqueleto (filamentos em vermelho e verde).

Citologia

g18_ftd_lt_1nob_u2_c6_098a105.indd 99

99

31/5/16 4:05 PM


*Veja nas Orientações para o professor mais informações a respeito dos outros dois tipos de filamentos proteicos encontrados no citoesqueleto.

Dos três tipos de filamentos proteicos que compõem o citoesqueleto,* os microtúbulos são os mais intimamente relacionados ao deslocamento de cromossomos, ao estabelecimento da forma da célula e ao movimento intracelular de partículas. Esses filamentos são tubos longos e ocos, formados pela proteína tubulina, e irradiam a partir do centrossomo, um centro organizador de microtúbulos. O centrossomo é composto por uma substância amorfa (sem forma definida) e um par de centríolos. Os centríolos são estruturas cilíndricas, relacionadas, principalmente, à formação das fibras do fuso mitótico nas células animais. Os centríolos são ausentes na maioria das células vegetais e nos fungos, sendo encontrados aos pares e perpendiculares entre si nas células animais. Cada centríolo é formado por nove trincas de microtúbulos em torno de um eixo central, em um arranjo [9(3) + 0]. Veja o esquema ao lado.

Microtúbulos, centrossomo e centríolo

centríolo

centrossomo

microtúbulos vistos de cima

5. As células eucarióticas podem se mover? Como? Sim, as células eucarióticas podem se mover por meio de projeções citoplasmáticas, como os pseudópodes, os cílios e os flagelos.

Cílios e flagelos

Os cílios e os flagelos das células eucarióticas constituem projeções do citoplasma e possibilitam a movimentação da célula ou de substâncias localizadas sobre sua superfície ou próximas a ela. Tanto os cílios quanto os flagelos são formados por um corpo basal, estrutura presente no citoplasma e de composição semelhante ao centríolo, e por um axonema, parte que realiza o movimento. Veja a seguir.

Ilustrações produzidas com base em: CAMPBELL, N. A. et al. Biology. 8. ed. San Francisco: Pearson Benjamin Cummings, 2009. p. 115.

Axonema é a porção móvel dos cílios e flagelos, composta de nove pares de microtúbulos organizados em anel ao redor de um par central, em um arranjo [9(2) + 2]. As proteínas acessórias podem estar associadas à tubulina dos microtúbulos para permitir a movimentação dos cílios e dos flagelos. Corpo basal é a porção localizada na base dos cílios e flagelos que ancora essas estruturas no citoplasma. Apresenta constituição semelhante ao centríolo, ou seja, é formado por nove trincas de microtúbulos, em um arranjo definido pela fórmula [9(3) + 0]. par central de microtúbulos

Estrutura de um flagelo

axonema Il u s t

r a ç õ e s : A7 E s t ú

di o

membrana plasmática

corpo basal

100

trinca de microtúbulos


Fotos: Steve Gschmeissner/SPL/Latinstock

flagelo

Células do epitélio de tuba uterina (aumento aproximado de 1 100 vezes).

cílios

Euglena sp. (aumento aproximado de 3 000 vezes).

As bactérias, que são células procarióticas, também podem conter flagelos. No entanto, os flagelos bacterianos diferem dos eucarióticos, tanto em relação à sua origem e estrutura quanto ao seu funcionamento.*

Os flagelos são mais longos que os cílios e, geralmente, únicos ou em número reduzido nas células. Eles realizam movimentos ondulatórios e são encontrados, por exemplo, em alguns protozoários. Em humanos, são observados apenas nos espermatozoides.

*Veja, nas Orientações para o professor, mais informações a respeito de flagelos bacterianos e outras estruturas que podem ser observadas sobre a superfície de bactérias, mas que não atuam na locomoção da célula.

Motilidade dos espermatozoides Os flagelos são estruturas importantes para a motilidade dos espermatozoides, isto é, eles auxiliam na locomoção desses gametas. Graças aos batimentos dessa estrutura, os espermatozoides se dirigem até o gameta feminino para fecundá-lo e, assim, originar um novo ser vivo. No homem, os espermatozoides começam a ser produzidos na adolescência, pelos testículos. Durante sua diferenciação, o espermatozoide desenvolve um flagelo na região posterior, que é rodeado de mitocôndrias. Essas organelas são responsáveis por gerar a energia necessária para a movimentação do flagelo.

Organelas As organelas são estruturas e compartimentos celulares metabolicamente ativos, que desempenham funções específicas na célula, podendo ser envoltas por membrana plasmática ou não. Veja a seguir.

A7 Estudio

Organelas de uma célula animal retículo endoplasmático agranular retículo endoplasmático granular

ribossomo complexo golgiense

mitocôndria centríolo peroxissomo lisossomo

Ilustração produzida com base em: CAMPBELL, N. A. et al. Biology. 8. ed. San Francisco: Pearson Benjamin Cummings, 2009. p. 100.

Citologia

101

Unidade 2

Os cílios são mais numerosos e curtos que os flagelos. Eles realizam movimentos similares ao de um chicote, e são normalmente encontrados em células de revestimento e em alguns protozoários. Em humanos, são observados, por exemplo, nas tubas uterinas que conduzem o ovócito ao útero.


Organelas de uma célula vegetal

retículo endoplasmático agranular

retículo endoplasmático granular

vacúolo complexo golgiense cloroplasto

peroxissomo A7

Est

ud

io

mitocôndria

Ribossomos Os ribossomos são organelas relacionadas à síntese de proteínas na célula. Essas estruturas são complexas, formadas por duas unidades de diferentes tamanhos e densidades, as quais englobam mais de 50 tipos de proteínas e diversas moléculas de RNA ribossômico (RNAr).

Ribossomo

Essas unidades ribossômicas são produzidas no nucléolo e liberadas separadamente no citosol pelos poros presentes na membrana nuclear. A formação do ribossomo propriamente dito só ocorre no momento em que se inicia a síntese proteica. Para isso, a unidade maior se encaixa na unidade menor (veja na ilustração ao lado), abrigando uma molécula de RNA mensageiro (RNAm), proveniente do núcleo.

unidade maior

unidade menor

A7 Estudio

Ilustrações produzidas com base em: CAMPBELL, N. A. et al. Biology. 8. ed. San Francisco: Pearson Benjamin Cummings, 2009. p. 101, 123.

*Veja informações sobre algumas células eucariontes que possuem apenas algumas organelas ou não possuem nenhuma delas nas Orientações para o professor. 6. Por meio dos polirribossomos, as células são capazes de produzir maior quantidade de proteínas ao mesmo tempo a partir de uma única molécula de RNAm. 6. Em relação à quantidade de proteínas produzidas, qual é a importância dos polirribossomos para as células?

102

Os ribossomos são encontrados tanto em organismos procariontes quanto em eucariontes.* Nas células eucarióticas, eles podem ser encontrados livres no citosol, aderidos à membrana nuclear externa e à membrana do retículo endoplasmático, bem como no interior de cloroplastos e mitocôndrias. Já nas células procarióticas, essas organelas se encontram dispersas no citoplasma celular. Os ribossomos bacterianos apresentam a mesma estrutura e função dos ribossomos eucarióticos, no entanto, os bacterianos são menores. A mesma fita de RNAm pode ser traduzida simultaneamente por mais de um ribossomo. Consequentemente, as moléculas de RNAm, em geral, formam os polirribossomos ou polissomos. Essas estruturas são compostas por vários ribossomos e uma molécula de RNAm. Embora existam vários ribossomos produzindo proteínas, a molécula de RNAm é única. Como ela é a responsável por orientar a síntese proteica, as proteínas formadas nesses conjuntos de ribossomos possuirão a mesma estrutura, ou seja, a mesma sequência de aminoácidos. Observe o esquema a seguir. Polirribossomos

ribossomos

RNAm

A7 Estudio


Retículo endoplasmático

As diferentes funções do retículo endoplasmático também são executadas em regiões distintas, as quais podem apresentar ribossomos* aderidos em sua membrana ou não. O retículo endoplasmático granular (também conhecido como retículo endoplasmático rugoso) é a porção que possui ribossomos associados à face citoplasmática de suas membranas. Já o retículo endoplasmático agranular (também conhecido como retículo endoplasmático liso) é a região da organela que não possui ribossomos aderidos à sua membrana. Veja a seguir.

Retículo endoplasmático granular e retículo endoplasmático agranular

retículo endoplasmático agranular

retículo endoplasmático granular

núcleo

Ilustração produzida com base em: CAMPBELL, N. A. et al. Biology. 8. ed. San Francisco: Pearson Benjamin Cummings, 2009. p. 100, 105.

Destoxificação: processo que transforma moléculas tóxicas (álcool, conservantes, agrotóxicos, entre outros) em moléculas não tóxicas e de fácil eliminação pelo organismo.

Unidade 2

O retículo endoplasmático (RE) é o maior sistema de membranas da célula. Essa organela consiste em um conjunto interconectado de túbulos e vesículas achatadas, cujas membranas mantêm continuidade com a membrana nuclear. O retículo endoplasmático está relacionado a diversas funções celulares, tais como: a síntese e a modificação de proteínas e lipídios (inclusive os esteroides), a destoxificação de certos compostos tóxicos e o armazenamento de cálcio, que auxilia o processo de sinalização celular e a contração muscular.

*Informe aos alunos que os ribossomos que se ligam à membrana do retículo endoplasmático, normalmente, estão na forma de polirribossomos, ou seja, ribossomos em plena atividade de síntese proteica.

7. A presença de ribossomos em determinadas porções do retículo endoplasmático pode ser associada a que função da célula?

ribossomo

A7 Estudio

A presença dos ribossomos pode ser associada à função de síntese proteica do retículo endoplasmático. **Se necessário, informe aos alunos que, nas células musculares, o retículo endoplasmático se tornou especializado em controlar a concentração intracelular de cálcio, auxiliando no controle da contração muscular. Por isso, nessas células, o retículo endoplasmático é conhecido como retículo sarcoplasmático.

Professors P. Motta & T. Naguro/SPL/Latinstock

O RER está relacionado à síntese e à modificação de proteínas, enquanto o REL desempenha as demais funções inerentes a essa organela. As proteínas produzidas no retículo endoplasmático e alguns lipídios permanecem nessa organela ou são transportados por vesículas para o complexo golgiense, onde serão modificados e distribuídos a diferentes locais da célula. A maioria das células apresenta grande quantidade de RER. No entanto, o REL só é encontrado em grande quantidade em células que desempenham funções específicas, como as do fígado e dos rins (relacionadas à destoxificação de substâncias do organismo), e em células musculares esqueléticas.** Parte de uma célula do fígado, também chamada hepatócito (aumento aproximado de 11 500 vezes). Nela, observa-se grande quantidade de retículo endoplasmático agranular (em amarelo), relacionada ao papel de destoxificação exercido pelo fígado.

Citologia

103


Complexo golgiense

cisterna

Biophoto Associates/Science Source/Latinstock

vesícula

O complexo golgiense, anteriormente conhecido como complexo de Golgi, em homenagem ao seu descobridor Camillo Golgi (18431926), consiste em um conjunto de vesículas esféricas e sacos revestidos por membrana plasmática (cisternas), achatados, levemente curvados e empilhados* uns sobre os outros. O complexo golgiense está envolvido no processo de modificação de proteínas e lipídios, provenientes do retículo endoplasmático, bem como no armazenamento, no transporte e na distribuição dessas substâncias na célula. Cada pilha do complexo golgiense pode conter até 20 cisternas. Há uma face de entrada de substâncias (face cis), voltada ao retículo plasmático, e outra de saída de substâncias (face trans), voltada à membrana plasmática. Veja a seguir. Célula vegetal (aumento aproximado de 40 000 vezes).

*Informe aos alunos que, mesmo empilhados, os sacos membranosos do complexo golgiense não se tocam. Entre eles, há espaços que permitem a movimentação das vesículas.

Estrutura e função do complexo golgiense 1

As vesículas provenientes do retículo endoplasmático se fundem com a membrana do complexo golgiense em sua face cis, liberando seu conteúdo no interior da cisterna.

2

No interior das cisternas, as substâncias são modificadas à medida que se deslocam em direção à face trans da organela.

3

Após as modificações necessárias, as moléculas podem permanecer na organela ou ser empacotadas em membranas, formando vesículas, que são distribuídas na célula ou participam da formação dos lisossomos.

A7 Estudio

retículo endoplasmático granular retículo endoplasmático agranular complexo golgiense

vesícula de transporte

1

2

face cis cisternas 3

vesícula de secreção

face trans

Ilustração produzida com base em: CAMPBELL, N. A. et al. Biology. 8. ed. San Francisco: Pearson Benjamin Cummings, 2009. p. 100, 109.

vesícula de secreção

**Informe aos alunos que essas células estão relacionadas, por exemplo, à produção de muco, neurotransmissores, enzimas digestivas e hormônios.

Steve Gschmeissner/SPL/Latinstock

Em todas as células eucarióticas, há a chamada via constitutiva ou de fluxo contínuo, cuja função é liberar moléculas continuamente, à medida que são produzidas. Esse tipo de via direciona as vesículas para a superfície da célula, onde passam a integrar a membrana plasmática ou são secretadas no meio extracelular. Todavia, em células secretoras especializadas,** há a via secretora regulada, na qual as substâncias presentes nas vesículas não são prontamente exocitadas, permanecendo armazenadas nas vesículas, próximas à membrana plasmática, até que a célula seja sinalizada para sua liberação.

Célula do pâncreas (aumento aproximado de 2 300 vezes). Observe as vesículas de secreção acumuladas no ápice celular. complexo golgiense

104

As modificações sofridas pelas moléculas no complexo golgiense são essenciais para que se tornem funcionais.


Lisossomo

Como visto na página anterior, o complexo golgiense pode originar os lisossomos. Embora os mais de 40 tipos de enzimas lisossomais sejam produzidos no retículo endoplasmático granular, essas proteínas são modificadas e empacotadas no complexo golgiense, a fim de formar o lisossomo. Por apresentarem elevado conteúdo e atividade enzimática, os lisossomos estão envolvidos na digestão intracelular de materiais obtidos por endocitose, bem como na reciclagem de organelas citoplasmáticas e material celular, pela autofagia.* Apesar da grande quantidade de enzimas, incluindo as proteases, e da acidez (pH em torno de 4,5 e 5) do interior do lisossomo, a membrana que o envolve não é degradada ou digerida por suas enzimas. *Informe aos alunos que a autofagia celular é um mecanismo por

8. Realizando a digestão dos microrganismos fagocitados pelas células de defesa do organismo.

Unidade 2

Os lisossomos apresentam um formato esférico, são envoltos por membrana e medem de 0,5 a 3 µm.

8. Como os lisossomos podem auxiliar na defesa do organismo contra microrganismos?

meio do qual a célula digere seus próprios componentes. Veja mais informações sobre esse conceito nas Orientações para o professor.

Digestão intracelular mediada por lisossomos Ilustração produzida com base em: CAMPBELL, N. A. et al. Biology. 8. ed. San Francisco: Pearson Benjamin Cummings, 2009. p. 100, 107.

O autofagossomo se une ao lisossomo, formando um vacúolo digestivo.

As organelas são englobadas pela membrana plasmática, formando um autofagossomo.

O lisossomo libera suas enzimas no interior do vacúolo digestivo, onde se inicia a digestão intracelular.

As moléculas resultantes da digestão pelos lisossomos que podem ser aproveitadas pela célula são liberadas no citoplasma,**enquanto as moléculas que não podem ser aproveitadas pela célula, os chamados corpos residuais, são eliminados por exocitose.

O fagossomo se une ao lisossomo, formando o vacúolo digestivo.

**O processo de liberação das moléculas no citoplasma não envolve a liberação das enzimas lisossomais, pois a membrana dessa organela possui mecanismos que permitem aos produtos digestão (aminoácidos, nucleotídeos, carboidratos, entre outros) serem Peroxissomos da liberados no citosol sem que ela precise se romper.

Os peroxissomos são organelas granulosas envoltas por uma membrana simples, com ***as tamanho variando de 0,3 a 1 µm. Essas organelas são dotadas de enzimas oxidases, **** principal função desempequais são responsáveis pela degradação de ácidos graxos, nhada pelos peroxissomos. Outra função realizada por essas organelas é a destoxificação em células animais. Durante as reações de oxidação que ocorrem nos peroxissomos, pode haver a formação de peróxido de hidrogênio (H 2O 2). Essa substância, embora possa ser utilizada em outras reações químicas nessa organela, é extremamente tóxica e precisa ser neutralizada. Assim, essa neutralização é feita pela enzima catalase, presente nos peroxissomos, a qual transforma o H 2O 2 em água e gás oxigênio.

A7 Estudio

O lisossomo libera suas enzimas no interior do vacúolo digestivo, iniciando a degradação da organela. Por fagocitose forma-se o fagossomo.

***Informe aos alunos que as oxidases são enzimas que utilizam o oxigênio molecular para oxidar substratos orgânicos (reação de oxidação). Nessa reação, o gás oxigênio é reduzido em água (H 2 O) ou peróxido de hidrogênio (H 2 O 2). ****Em mamíferos, a reação de quebra de ácidos graxos também ocorre nas mitocôndrias. Em leveduras e células vegetais, no entanto, ocorre unicamente nos peroxissomos. Citologia

g18_ftd_lt_1nob_u2_c6_098a105.indd 105

105

31/5/16 4:07 PM


Vacúolo

9. Como os vacúolos atuam para controlar a quantidade de água dentro da célula vegetal? Que processo celular é responsável por isso?

Os vacúolos são cavidades celulares envoltas por uma membrana e preenchidas por líquido. Eles podem ser encontrados em células animais e vegetais, sendo que, quando aparecem nessas últimas, geralmente são maiores e ocupam grande parte do volume celular. Nos vegetais, os vacúolos desempenham funções variadas, tais como: o controle da quantidade de água dentro da célula, o acúmulo de nutrientes e metabólitos, o depósito de toxinas e pigmentos, a digestão,* entre outras.

Eric Grave/SPL/Latinstock

Nas células vegetais, os vacúolos podem atuar de duas formas: armazenar o excesso de água da célula, evitando a diluição de seu citoplasma, ou liberar água para o citoplasma quando este apresentar escassez de água. Esse controle de volume celular é realizado pela osmose, processo que permite que a água atravesse a membrana plasmática do vacúolo (do meio menos concentrado para o mais concentrado).

Nas células animais, os vacúolos estão relacionados ao processo de digestão intracelular (vacúolos digestivos), ao transporte de substâncias entre o retículo endoplasmático e o complexo golgiense, entre outras funções. Em certos protozoários, por exemplo, os vacúolos também podem estar relacionados ao controle da quantidade de água no interior da célula, sendo chamados vacúolos contráteis. Esses vacúolos, juntamente com outras estruturas, absorvem o excesso de água do interior celular e o elimina na superfície.

**Informe aos alunos que a característica de dupla membrana plasmática e material genético próprio está relacionada à possível origem endossimbiótica dessas organelas, assim como as mitocôndrias.

n t her/ SPL / L at in

s to

ck

Os plastos ou plastídios constituem um grupo de organelas específico das células vegetais e apresentam membrana dupla e um material genético próprio.** Essas organelas podem ser classificadas em cromoplastos e leucoplastos.

Gue G er d

10. Como os cromoplastos podem auxiliar na polinização por animais? 11. Qual é a relação entre o cromoplasto e a fotossíntese?

Cromoplastos da planta conhecida popularmente como ave-do-paraíso, os quais armazenam pigmento laranja que confere cor às flores (aumento aproximado de 360 vezes).

g h el u c k / S P L / L a t in

s to ck

g18_ftd_lt_1nob_u2_c6_106a111.indd 106

Goe t

***Informe aos alunos que os pigmentos armazenados nos plastos são diferentes dos pigmentos armazenados nos vacúolos. Veja mais informações a respeito Amiloplastos de batata, um tipo de dessas diferenças nas Orientações para o leucoplasto que armazena grãos de amido professor. (aumento aproximado de 130 vezes). De forma geral, o termo cromoplasto refere-se, genericamente, a organelas com pigmentos não fotossintéticos, enquanto os cloroplastos se referem a cromoplastos 106 dotados de pigmentos fotossintéticos, chamados cloroplastos.

c al

Os leucoplastos são plastos desprovidos de pigmentos. Eles sintetizam e armazenam outras substâncias, exceto pigmentos. Amiloplastos, proteoplastos e oleoplastos são exemplos de leucoplastos que armazenam grãos de amido, proteínas e óleos, respectivamente.

Os cromoplastos são plastos que sintetizam e armazenam pigmentos. Cloroplastos, xantoplastos e eritroplastos são exemplos de cromoplastos que armazenam os pigmentos*** clorofila, xantofila e eritrofila, respectivamente.

Pas

11. Os cromoplastos armazenam pigmentos como as clorofilas, as quais são essenciais para a realização da fotossíntese.

Micrografia eletrônica de Paramecium caudatum em que são visíveis os vacúolos contráteis (aumento aproximado de 133 vezes).

vacúolo contrátil

Plastos 10. Os animais que auxiliam na polinização são atraídos pelas cores das folhas e flores dos vegetais. Essas cores são resultado do acúmulo de pigmentos nos cromoplastos.

*Como os lisossomos estão ausentes em células vegetais, a digestão de macromoléculas é realizada por enzimas localizadas no interior do vacúolo.

31/5/16 4:09 PM


Mitocôndria Professors P. Motta & T. Naguro/SPL/Latinstock

12. Como os organismos procariontes obtêm energia a partir de moléculas orgânicas se eles não possuem mitocôndrias?

Unidade 2

As mitocôndrias são organelas cilíndricas e alongadas, presentes nas células eucarióticas aeróbicas. Atuam como geradores de energia química na célula, a partir da oxidação* de moléculas orgânicas, como a glicose. A energia produzida nessas organelas fica armazenada em moléculas de ATP (adenosina trifosfato), as quais são usadas nas diversas atividades celulares que apresentam gasto de energia.

Micrografia eletrônica de mitocôndria presente no epitélio intestinal (aumento aproximado de 120 000 vezes ).

Nos organismos procariontes, as enzimas presentes nas membranas desses organismos exercem função semelhante à mitocôndria nos organismos eucarióticos.

Como visto em capítulos anteriores, as mitocôndrias são organelas que, assim como os cloroplastos, foram originadas por endossimbiose.** Assim, diferentemente das organelas estudadas até o momento, as mitocôndrias apresentam seu próprio material genético (DNA e RNA), ribossomos, duas membranas plasmáticas e capacidade de multiplicação por divisão binária, independentemente do núcleo celular. A organização básica dessas organelas está representada a seguir.

Estrutura de mitocôndria

2

3

4

Membrana externa: lisa, semelhante à membrana plasmática e com grande quantidade de proteínas de transporte (porinas), permite a entrada de grande número de moléculas no espaço intermembranoso.

cristas mitocondriais 1

Matriz: espaço limitado pela membrana interna que possui ribossomo composição química especializada para a função mitocondrial, como elevada concentração de enzimas.

2

Espaço intermembranoso: espaço entre as membranas interna e externa que possui composição química semelhante ao citosol da célula. Membrana interna: dotada de dobras (cristas mitocondriais) que aumentam a superfície da organela, possui proteínas que auxiliam nas reações de oxidação. Apresenta composição química distinta da membrana plasmática e é mais seletiva que a membrana externa, permitindo a entrada de poucas moléculas na matriz.

DNA mitocondrial

4

3 St Co ock rb tr is ek / L Im at a in ge st s oc / k

1

*Como será visto no capítulo 8, a oxidação de moléculas orgânicas dentro das células é um processo que não depende unicamente da mitocôndria para ocorrer. **Se necessário, retome com os alunos a teoria da endossimbiose tratada no capítulo 2 deste volume.

Como durante as reações químicas, as quais ocorrem no interior das mitocôndrias, há consumo de gás oxigênio e liberação de gás carbônico, todo o processo nessas organelas é chamado respiração celular. E por serem organelas relacionadas à produção de energia na célula, normalmente estão presentes em maior quantidade nas células com maior gasto energético, como as células dotadas de cílios e flagelos e as células musculares e nervosas.

DNA mitocondrial Vimos que as mitocôndrias são organelas responsáveis pela produção de energia nas células. Elas possuem DNA e ribossomos na matriz mitocondrial. O DNA permite que as mitocôndrias se multipliquem, mesmo que a célula em que elas se encontram não esteja se dividindo. E os ribossomos são responsáveis pela síntese proteica, necessária para que as mitocôndrias realizem suas funções. Em todos os seres vivos com reprodução sexuada, as mitocôndrias têm origem materna, de maneira que todas as mitocôndrias possuem DNA idêntico ao materno. Isso ocorre porque elas são perdidas durante a entrada do espermatozoide no ovócito. Portanto, ao fecundar, o espermatozoide transfere somente seu material genético para o ovócito e não suas mitocôndrias. Assim, as organelas do zigoto provêm exclusivamente do ovócito, ou seja, da mãe.

Citologia

107


Ações celulares integradas Ao longo deste capítulo, estudamos de forma isolada cada uma das organelas. No entanto, em uma célula, elas desempenham suas funções simultaneamente e de forma integrada. Em outras palavras, ao mesmo tempo em que a célula produz moléculas de ATP nas mitocôndrias, os ribossomos, orientados pelo RNAm proveniente do núcleo, podem produzir proteínas. Observe, no esquema a seguir, como ocorre essa integração em uma célula animal.

Representação de ação integrada de algumas organelas na célula animal

processo de obtenção de energia pela célula

13. Relacione o complexo golgiense aos ribossomos e à fagocitose. 14. Como o núcleo interfere na produção de proteínas no retículo endoplasmático rugoso? 15. Todas as substâncias produzidas pelo complexo golgiense são liberadas no meio extracelular? Justifique.

vesícula de transporte

16. Qual é a importância da mitocôndria para o transporte de vesículas nas células? 17. Qual é a relação entre os ribossomos e a atividade desempenhada pelos lisossomos? Veja as respostas das questões desta página nas Orientações para o professor.

síntese de proteínas

vesícula de secreção

exocitose

A7 Estudio

vacúolo digestivo fagossomo

Ilustração produzida com base em: CAMPBELL, N. A. et al. Biology. 8. ed. San Francisco: Pearson Benjamin Cummings, 2009. p. 100, 103, 107.

108

fagocitose lisossomo


Atividades

Responda as atividades no caderno.

Veja as respostas das questões desta seção nas Orientações para o professor. Unidade 2

1. Quais são os constituintes básicos do citoplasma? 2. O que são organelas? 3. Sobre o retículo endoplasmático, responda às questões. a ) Qual é a diferença entre o retículo endoplasmático rugoso e o retículo endoplasmático liso? b ) Quais são as principais sustâncias sintetizadas por essas organelas?

4. Descreva a estrutura da mitocôndria e explique a sua importância para a célula. 5. Qual é a importância dos vacúolos para as células vegetais? 6 . O citoesqueleto é um sistema formado por três tipos de filamentos proteicos, como os microtúbulos. Qual é a importância desse tipo de filamento para a célula?

7. Descreva a estrutura dos cílios e dos flagelos. Cite exemplos de onde eles podem ser encontrados no corpo humano.

8. O peróxido de hidrogênio é citotóxico, ou seja, tem ação tóxica sobre as células. Por isso, é necessário que seja degradado pela célula. Que organela está relacionada a esse mecanismo de neutralização do H 2 O 2?

9. As mitocôndrias são organelas originadas por endossimbiose e, por isso, apresentam algumas características que as diferem das demais organelas. Quais são essas características?

10. Descreva como as proteínas sintetizadas no retículo endoplasmático rugoso chegam ao meio extracelular.

11. A fumaça do cigarro contém substâncias tóxicas que podem diminuir a mobilidade dos cílios presentes no trato respiratório. a ) Os cílios realizam movimentos similares ao de um chicote. Com base nessa informação, qual é a importância dos cílios no trato respiratório? b ) Quais são as consequências da perda de mobilidade ciliar para a saúde do fumante? k

at

in

st

oc

12. Os glóbulos brancos são células que atuam nas defesas do corpo humano.

e/A l amy St ock Ph

o

L t o/

Quando ocorre uma infecção bacteriana, algumas dessas células são capazes de eliminar as bactérias por meio da fagocitose e da exocitose.

Sc

ot

tC

am

a zin

Observe ao lado as bactérias Staphylococcus aureus, que podem causar diversas infecções na pele. Faça um esquema no caderno ilustrando o mecanismo utilizado pelos glóbulos brancos para eliminar essas bactérias do organismo. Em seguida, destaque a importância do lisossomo nesse processo. Staphylococcus aureus (aumento aproximado de 4 780 vezes).

13. No caderno, relacione cada uma das organelas a sua respectiva importância para as células. Organelas

Importância

1

Complexo golgiense

A

Responsável pela produção de energia na célula.

2

Centríolo

B

Atua na síntese de proteínas.

3

Mitocôndria

C

4

Ribossomo

Responsável pela síntese e pelo armazenamento de substâncias em células vegetais.

5

Plasto

D

Atua no armazenamento, no transporte e na

distribuição de proteínas e lipídios na célula. E

Responsável pela organização do fuso mitótico durante a divisão celular. Citologia

g18_ftd_lt_1nob_u2_c6_106a111.indd 109

109

31/5/16 4:12 PM


14. Observe as estruturas indicadas nas ilustrações e responda às questões propostas. F Ilustrações produzidas com base em: CAMPBELL, N. A. et al. Biology. 8. ed. San Francisco: Pearson Benjamin Cummings, 2009. p. 100-101.

H E

Ilustrações: A7 Estudio

I

C D

G

mitocôndria A

peroxissomo

citoesqueleto

B

a ) Quais são as estruturas indicadas por A e G? Descreva a importância de cada uma delas. b ) Qual organela é representada em C? Essa organela está presente em células animais e vegetais? c ) Identifique as estruturas B e I. Em que processos biológicos essas estruturas são essenciais? d ) Que organelas estão representadas em D, E, F e H? Qual é a importância delas para as células?

15. Leia o trecho a seguir. Depois de conquistar o respeito da comunidade científica internacional ao relacionar a atividade da mitocôndria à morte celular, o que poderá ajudar a desenvolver novas drogas contra o câncer e doenças imunológicas, o médico e bioquímico Aníbal E. Vercesi, titular da Faculdade de Ciências Médicas (FCM) da Unicamp, dedica-se a uma nova pesquisa que pode ampliar a compreensão sobre a formação de placas de colesterol nos vasos sanguíneos. [...] O trabalho [...] enfoca a disfunção mitocondrial em modelos experimentais (camundongos) com índices elevados de colesterol e triglicérides causados por fatores genéticos. [...] Etimologicamente derivada do grego (mito = filamento, chondrion = partícula), a mitocôndria é uma estrutura intracelular responsável pela retirada de energia dos alimentos e sua posterior conversão em energia utilizável pelas células. É, também, um importante local de geração de oxigênio reativo, uma forma de radical livre. [...] Nos animais pesquisados, o estresse oxidativo foi provocado pela incapacidade das células em retirar o colesterol do sangue para atender às suas necessidades intracelulares. Com isso, as células são obrigadas a sintetizar o colesterol de que necessitam [...]. “O ATP atua como uma moeda de energia da célula, ou seja, é uma forma conveniente de transportar energia”, explica Vercesi. Esta energia pode ser utilizada em diversos processos biológicos, como o transporte ativo de moléculas, síntese e secreção de substâncias, locomoção e divisão celular, entre outros. Para estocagem a longo prazo, a energia pode ser transferida para carboidratos e lipídios. [...] LEVY, Clayton. Desvendando segredos (e funções) da mitocôndria. Jornal da Unicamp, Campinas, ed. 351, 12-18 mar. 2007. Disponível em: <https://www.unicamp.br/unicamp/unicamp_hoje/ju/marco2007/ju351pag03.html>. Acesso em: 18 fev. 2016.

a ) De acordo com o texto, qual é o objetivo do trabalho de Vercesi? b ) O que o estresse oxidativo causa às células estudadas? c ) Qual é a relação entre as mitocôndrias e a molécula de ATP?

16. (Enem) Para a identificação de um rapaz vítima de acidente, fragmentos de tecidos foram retirados e submetidos à extração de DNA nuclear, para comparação com o DNA disponível dos possíveis familiares (pai, avô materno, avó materna, filho e filha). Como o teste com o DNA nuclear não foi conclusivo, os peritos optaram por usar também DNA mitocondrial, para dirimir dúvidas. Para identificar o corpo, os peritos devem verificar se há homologia entre o DNA mitocondrial do rapaz e o DNA mitocondrial do(a): a ) pai. b ) filho. c ) filha. d ) avó materna. e ) avô materno.

110


17. (Uerj) Durante o processo evolutivo, algumas organelas de células eucariotas se formaram por endossimbiose com procariotos. Tais organelas mantiveram o mesmo mecanismo de síntese proteica encontrado nesses procariotos. 1 - mitocôndrias

2 - complexo golgiense

3 - lisossomos

4 - cloroplastos

5 - vesículas secretoras

6 - peroxissomos

Unidade 2

Considere as seguintes organelas celulares, existentes em eucariotos:

Nas células das plantas, as organelas que apresentam o mecanismo de síntese proteica igual ao dos procariotos correspondem às de números: a ) 1 e 4.

b ) 2 e 3.

c ) 3 e 6.

d ) 4 e 5.

18. (UFGD) As células são consideradas as unidades fundamentais que constituem todos os seres vivos, excetuando os vírus. A seguir, são apresentadas funções específicas desempenhadas por estruturas das células. I ) Organela celular constituída de membrana externa, membrana interna (conhecida como crista) e material de preenchimento chamado matriz. Nela ocorre o processo de respiração celular e, por isso, é considerada a “casa de força” das células animais e vegetais. II ) Presente em células animais e em algumas células vegetais, atuam na formação de cílios e flagelos e participam do processo de divisão celular. III ) É formada por um mosaico fluido de lipídios (glicolipídios) e proteínas. Além disso, é responsável por manter a identidade química e a permeabilidade seletiva (controle constante de substâncias que entram e saem) das células bacterianas, animais e vegetais. IV ) Local em que estão armazenadas todas as informações sobre a função e a estrutura das células bacterianas, animais e vegetais, possibilitando que se dividam e se repliquem, transmitindo às células-filhas as informações existentes na célula progenitora. V ) Presentes em células bacterianas, animais e vegetais, encontram-se dispersos no citoplasma ou associados ao retículo endoplasmático e têm como função a síntese de proteínas. Assinale a alternativa que contempla, pela ordem, a sequência de organelas correspondentes às afirmações. a ) Mitocôndria, centríolo, membrana plasmática, cromossomo e ribossomo. b ) Mitocôndria, cromossomo, membrana plasmática, ribossomo e centríolo. c ) Ribossomo, cromossomo, centríolo, membrana plasmática e mitocôndria. d ) Mitocôndria, ribossomo, centríolo, cromossomos e membrana plasmática. e ) Mitocôndria, centríolo, cromossomo, membrana plasmática e ribossomo.

19. (UFSCar) A droga cloranfenicol tem efeito antibiótico por impedir que os ribossomos das bactérias realizem sua função. O efeito imediato desse antibiótico sobre as bactérias sensíveis a ele é inibir a síntese de: b ) DNA. c ) proteínas. a ) ATP. d ) RNA mensageiro.

e ) lipídios da parede bacteriana.

Refletindo sobre o capítulo

Veja as respostas das questões desta seção nas Orientações para o professor.

A Retome as respostas que você deu às questões b e c da página 98. Complemente-as, se necessário. B Retome as questões 1 a 3 da página 99 e analise suas respostas, complementando-as ou corrigindo-as, se necessário. C Qual é a importância do desenvolvimento das organelas para as células eucarióticas? D No caderno, elabore um quadro com as organelas estudadas neste capítulo e descreva a importância de cada uma delas. Citologia

111


Thierry Berrod, Mona Lisa Production/SPL/Latinstock

capítulo

Espermatozoide penetrando ovócito (aumento aproximado de 4 200 vezes).

Estrutura da célula: núcleo Nos seres humanos, durante a fecundação, o núcleo do espermatozoide une-se ao núcleo do ovócito. Nesse processo, a membrana plasmática e o citoplasma do espermatozoide são eliminados, enquanto o material genético do pai une-se ao da mãe. A partir desse processo, inicia-se a formação de um novo ser vivo. Em seguida, a célula denominada zigoto passa a sofrer constantes divisões celulares até ser capaz de implantar-se no útero materno, onde se desenvolverá nas próximas 36-40 semanas. As células continuam se dividindo o tempo todo, permitindo o crescimento e o desenvolvimento de todas as partes do corpo do novo ser vivo. Após o nascimento, algumas delas continuam se dividindo, originando outras. A Segundo o texto, por que é necessário que os núcleos das células do ovócito e do espermatozoide se unam durante a fecundação? Para que o material genético do pai se una ao da mãe.

B Qual é a importância do núcleo durante o processo de divisão celular? B) O núcleo é responsável por coordenar a divisão celular e contém o material genético que deve ser copiado para as células-filhas.

112

C Qual é a relação entre esse processo de divisão celular e o crescimento e desenvolvimento do novo ser vivo? A divisão celular é responsável pela multiplicação das células do corpo (não sexuais) do indivíduo. Conforme a divisão celular ocorre, novas células surgem, permitindo sua manutenção e seu crescimento e desenvolvimento.


Núcleo Unidade 2

Nos capítulos anteriores, estudamos a membrana plasmática e o citoplasma. Agora, nosso objeto de estudo será o núcleo celular, estrutura que permite distinguir células eucarióticas de procarióticas. O núcleo é o centro de comando de uma célula eucariótica, pois carrega em seu interior a maioria do material responsável pela informação genética. O controle das atividades celulares ocorre por meio da transcrição da informação contida no DNA para uma molécula intermediária de RNA, que terá como destino o citoplasma da célula e servirá como molde para a produção de proteínas. Lembre-se de que as proteínas, além de componentes estruturais, atuam no transporte de substâncias e catalisam a maioria das reações metabólicas na forma de enzimas. Geralmente, o núcleo é a maior *estrutura de uma célula eucariótica, e pode medir entre 5 µm e 10 µm. A maioria das células tem apenas um núcleo, localizado no centro; nas plantas, normalmente, ele é deslocado para a região periférica, pois o vacúolo ocupa grande volume.

*Em células vegetais, o vacúolo pode ser maior do que o núcleo.

O núcleo é constituído basicamente de envoltório nuclear, cromatina, nucléolo e nucleoplasma. O envoltório nuclear, também denominado carioteca, caracteriza os eucariontes. Ele envolve o núcleo, separando o material genético do citoplasma. Diferente das demais membranas celulares, o envoltório nuclear não é contínuo e apresenta poros em sua estrutura, por onde passam as substâncias que entram e saem do núcleo. O envoltório nuclear apresenta duas membranas, cada uma formada por uma bicamada lipídica. A membrana externa, voltada para o citoplasma, contém ribossomos e é uma continuidade do retículo endoplasmático rugoso. Já a membrana interna é voltada para o interior do núcleo. O nucleoplasma corresponde a uma solução aquosa que preenche os espaços no interior do núcleo. É constituído de água, de íons, de metabólitos, de moléculas de RNA, de enzimas que atuam na produção dos ácidos nucleicos, de receptores hormonais, entre outros. As células eucarióticas, quando vistas ao microscópio, apresentam uma estrutura intensamente corada, chamada nucléolo. Ele está envolvido com a produção dos ribossomos a partir da instrução contida no DNA. O nucléolo é constituído de DNA, RNA (ribossômico) e proteínas. Veja, a seguir, a estrutura do núcleo.

Estrutura do núcleo de uma célula animal nucléolo

poro

cromatina

nucleoplasma

Ilustrações: A7 Estudio

envoltório nuclear

retículo endoplasmático agranular

Representação de célula animal.

Ilustração produzida com base em: CAMPBELL, N. A. et al. Biology. 8. ed. San Francisco: Pearson Benjamin Cummings, 2009. p. 100, 103.

retículo endoplasmático granular

Citologia

113


Nos eucariontes, o material genético apresenta-se na forma de cromatina no interior do núcleo. As moléculas de DNA estão organizadas em estruturas chamadas de cromossomos. Cada um deles corresponde a uma longa molécula de DNA que, por sua vez, se associa a proteínas específicas. Veja a seguir a estrutura do cromossomo. Estrutura do cromossomo

A7 Estudio

molécula de DNA

A cromatina é formada pelas moléculas de DNA associadas a proteínas específicas. Quando a molécula de DNA se apresenta muito compactada, recebe o nome de heterocromatina, a qual está inativa, pois não é capaz de transcrever os genes. Quando a molécula de DNA está relaxada e pode realizar a transcrição, é denominada eucromatina. DNA nucleossomo

proteínas

Uma molécula de DNA associada a proteínas (histonas) forma os nucleossomos. Quando atingem o maior grau de compactação, os nucleossomos correspondem ao cromossomo metafásico.

filamento de cromatina

centrômero

O cromossomo metafásico é o estado mais condensado da cromatina, que permanece nesse estado durante a divisão celular. Quando não está se dividindo, a cromatina permanece menos condensada.

114

cromossomo

Ilustração produzida com base em: PURVES, W. K. et al. Vida: a ciência da Biologia. 6. ed. Porto Alegre: Artmed, 2002. p. 161.

cromátide Cada cromossomo é formado por duas cromátides, unidas por uma região mais estreita denominada centrômero. Geralmente, o cromossomo apresenta somente um centrômero.


Tipos de cromossomos

mm

aS

tu

dio

Telocêntrico: o centrômero se localiza em uma das extremidades.

So

Submetacêntrico: os braços das cromátides têm tamanhos diferentes.

Acrocêntrico: os braços das cromátides de uma das extremidades são curtos.

Ilustração produzida com base em: ROBERTIS, E. D. P. de; ROBERTIS Jr., E. M. F. D. Fundamentos de Biologia celular e molecular. 2. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 1993. p. 159.

Dept. Of Clinical Cytogenetics assenbrookes Hospital/SPL/Latinstock

Metacêntrico: os braços das cromátides têm tamanhos iguais.

Unidade 2

Cada cromossomo é formado por duas cromátides, as quais são unidas por uma região mais estreita denominada centrômero. De acordo com a posição do centrômero, o cromossomo recebe diferentes nomes. Veja-os a seguir.

O conjunto de características, tais como a quantidade, o tamanho e a forma dos cromossomos de uma espécie recebe o nome de cariótipo. Observe, ao lado, o cariótipo de um ser humano. 1. Quantos pares de cromossomos há no cariótipo da espécie humana? Há 23 pares de cromossomos.

O ovócito e o espermatozoide recebem o nome de células sexuais ou gaméticas. Já as células não sexuais são chamadas células somáticas, nas quais os cromossomos aparecem aos pares, um de origem materna e outro, paterna. Considere, por exemplo, um par de cromossomos na espécie humana: um deles foi herdado do pai e o outro, da mãe; esses cromossomos apresentam forma e tamanho similares entre si e são chamados cromossomos homólogos. Quando ocorre a formação de gametas, a quantidade de cromossomos é reduzida à metade. Assim, considera-se que os gametas são haploides, com número n de cromossomos, ou seja, têm apenas um cromossomo de cada par e as células somáticas são diploides, com número 2n de cromossomos. Na espécie humana, as células gaméticas são haploides, com n = 23, e as células somáticas são diploides, com 2n = 46 cromossomos. Um espermatozoide ou um ovócito tem 23 cromossomos, sendo 22 somáticos e 1 sexual.* Já as demais células do corpo humano apresentam 46 cromossomos, sendo 44 somáticos e 2 sexuais.

Veja ao lado a quantidade de cromossomos de outras espécies de seres vivos. 2. Um cromossomo do par 20 é homólogo a um cromossomo do par 11? Explique.

Quantidade de cromossomos em animais Nome do animal

Quantidade de cromossomos

mosca-da-fruta

8

gambá

22

cavalo

66

Quantidade de cromossomos em plantas

3. Quantos cromossomos tem uma célula haploide da mosca-da-fruta?

Nome da planta

Quantidade de cromossomos

4. Quantos cromossomos tem uma célula diploide da aveia?

pepino

14

mamão

18

aveia

42

5. Qual é a quantidade de cromossomos que o zigoto do cavalo herda de cada um dos gametas dos pais?

Cariótipo humano.

Quando um cromossomo é duplicado antes da divisão celular, cada cópia é chamada cromátide-irmã. *Se necessário, diga aos alunos que os cromossomos somáticos são aqueles relacionados aos processos não reprodutivos, e os sexuais se relacionam à reprodução. Fonte: JUNQUEIRA, L. C.; CARNEIRO, J. Biologia celular e molecular. 7. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2000. p. 159.

2. Não são homólogos. Eles apresentam tamanhos e formas diferentes. 3. O número haploide é n = 4. 4. O número diploide é 2n = 42. 5. O zigoto herda 33 cromossomos de cada um.

Fonte: JUNQUEIRA, L. C.; CARNEIRO, J. Biologia celular e molecular. 7. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2000. p. 159.

Citologia

g18_ftd_lt_1nob_u2_c7_112a120.indd 115

115

31/5/16 4:15 PM


Oficina de Biologia Vimos que a molécula de DNA localiza-se no núcleo e é organizada pela combinação aos pares de nucleotídeos, dispostos ao longo da molécula. Com base nisso, agora você irá realizar uma atividade prática cujo objetivo principal é visualizar o DNA. Para isso, será necessário extraí-lo de uma cebola. Veja, a seguir.

Materiais

• 1 cebola pequena picada • 1 colher de chá de sal de cozinha • 1 colher de sopa de detergente incolor • 1 frasco de álcool 98% gelado • 50 mL de água (pré-aquecida a 65 C) • 4 copos de vidro transparentes o

• 150 mL de água • 1 peneira • 1 bastão de vidro • 1 caneta • etiquetas

!

Peça ao professor que corte a cebola, a fim de evitar acidentes.

Mãos à obra A

Com a caneta e as etiquetas identifique os copos com as letras A, B, C e D.

B

Despeje a cebola picada no copo A e reserve.

C

No copo B misture a água, o detergente e o sal de cozinha. Mexa devagar com o bastão de vidro.

D

Despeje um terço da solução do copo B no copo A e misture devagar com o bastão de vidro. Deixe o copo em temperatura ambiente por 30 minutos, mexendo a cada 5 minutos.

E

Peneire a solução do copo A no copo C, retirando os pedaços de cebola que restaram.

F

Coloque metade da mistura do copo C no copo D. Em seguida, adicione dois volumes de álcool sobre a solução. Aguarde cerca de 3 minutos.

G

Com o bastão de vidro, movimente delicadamente o precipitado do copo D.

Para pensar

Veja mais orientações e as respostas das questões desta seção nas Orientações para o professor.

1. Em qual das etapas ocorre o rompimento da membrana plasmática das células da cebola?

2. Qual é a importância do álcool na extração do DNA? 3. Como o DNA é visualizado nessa atividade prática?

116

Daniel Zeppo


Divisão celular Unidade 2

Como já estudado, uma das características dos seres vivos é a capacidade de crescimento e de reprodução. Para isso, é necessário que as células que compõem um organismo sejam capazes de se multiplicar, ou seja, produzir novas células e transmitir seu material genético às células-filhas. A divisão celular corresponde a essa etapa do ciclo celular na qual uma célula origina outras. Esse processo garante a manutenção, o crescimento do organismo e a geração de descendentes. Nos eucariotos, o ciclo celular pode ser dividido em duas etapas: a intérfase, na qual a célula se prepara para se dividir, e outra em que a célula origina células-filhas, por meio do processo de divisão celular. Há dois tipos de divisão celular, a mitose e a meiose. A mitose, também chamada divisão equacional, ocorre quando uma célula em divisão celular origina duas células (células-filhas), cada uma com a mesma quantidade de cromossomos da célula que as originou (célula-mãe). Quando a célula-mãe se divide originando quatro células-filhas com a metade da quantidade de cromossomos, ocorre a meiose, uma divisão reducional. É válido destacar que a mitose ocorre nas células somáticas e a meiose, durante a formação dos gametas.

Intérfase Para facilitar o estudo do ciclo da divisão celular, a etapa da intérfase é separada em fases: G1, S, G2. Durante a intérfase, ocorre o crescimento da célula, a duplicação do material genético e a preparação para a divisão celular. Veja, a seguir, o que ocorre em cada fase.

• •G : ocorre a preparação para a síntese ou duplicação do DNA; • •S: ocorre a síntese ou a duplicação do DNA; • •G : ocorre a preparação para a mitose e a síntese de alguns componentes. 1

2

Somma Studio

Fase S

Fase G 1 Representação esquemática do período da intérfase e da divisão celular.

fase G 2

Ilustração produzida com base em: CAMPBELL, N. A. et al. Biology. 8. ed. San Francisco: Pearson Benjamin Cummings, 2009. p. 231.

6. Na fase G 2. Isso ocorre porque G 2 é posterior à síntese de DNA e anterior à mitose, ou seja, após a duplicação do material genético.

divisão celular

Observe no gráfico abaixo a alteração do DNA durante o ciclo de vida de uma célula. Quantidade de DNA durante o ciclo de vida de uma célula

6. Em que fase do ciclo de vida da célula a quantidade de DNA é maior? Por que isso ocorre?

DNA *4 C

Poliana Garcia

2C G1

S

G2

S

G1 Tempo

Fonte: ROBERTIS, E. D. P. de; ROBERTIS Jr., E. M. F. D. Fundamentos de Biologia celular e molecular. 2. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 1993. p. 166.

*Se considerar pertinente, diga aos alunos que 2C e 4C indicam determinada quantidade de DNA.

Citologia

117


Durante a intérfase, o DNA é duplicado de maneira que cada cromossomo fique duplicado e com duas cromátides idênticas presas pelo centrômero. No período S, após a duplicação do DNA, cada cromossomo é com posto de duas cromátides. Os centríolos são duplicados e, ao final da intérfase, existem dois pares dessas estruturas. A região em que os centríolos se encontram é denominada centrossomo.

centríolos

centrossomo

envoltório nuclear

nucléolo núcleo

Representação de célula durante a intérfase.

Ilustrações produzidas com base em: CAMPBELL, N. A. et al. Biology. 8. ed. San Francisco: Pearson Benjamin Cummings, 2009. p. 232.

Mitose Para facilitar o estudo, a etapa que abrange a divisão celular, a mitose, é dividida em quatro fases: prófase, metáfase, anáfase e telófase. Vamos analisar estas fases considerando uma célula com seis cromossomos. 2 Metáfase

1 Prófase

cromossomo alinhado no plano equatorial

centríolo cromossomo

fibras do fuso mitótico

envoltório nuclear

Ilustrações: A7 Estudio

plano equatorial da célula

Durante a prófase, os cromossomos se condensam e ganham um aspecto curto e espesso em virtude do enrolamento da cromatina. Enquanto isso, o nucléolo e o envoltório nuclear sofrem fragmentação e o nucleoplasma se mistura ao citoplasma. Na prófase, a condensação dos cromossomos impede a transcrição do DNA e permite que os cromossomos sejam visualizados individualmente ao microscópio óptico.

Na metáfase,* os pares de centríolos localizam-se em polos opostos da célula, formando o fuso mitótico. Os cromossomos, por sua vez, ligam-se às fibras do fuso mitótico, orientando-se no plano equatorial da célula. *Na metáfase, os cromossomos atingem o grau máximo de condensação sendo utilizados para a montagem de cariótipos como o da página 115.

118

g18_ftd_lt_1nob_u2_c7_112a120.indd 118

31/5/16 4:19 PM


A formação do fuso mitótico durante a mitose ocorre na prófase e está relacionada aos microtúbulos. Cada um dos centríolos da célula animal serve como um centro mitótico, organizado em microtúbulos. Quando eles se deslocam, formam dois polos distintos na célula, pelos quais os cromossomos se movimentam de forma semelhante aos trens sobre os trilhos. As cromátides-irmãs permanecem ligadas entre si pelo centrômero. Essa mesma região do centrômero é utilizada para associar as cromátides-irmãs aos microtúbulos que formam o fuso mitótico. Durante a prófase, desenvolvem-se estruturas chamadas cinetócoros, que são proteínas localizadas nas regiões em que os microtúbulos se juntam às cromátides. Os cinetócoros das cromátides-irmãs estão localizados opostamente, o que garante a separação das cromátides nos polos opostos durante a divisão.

Ilustração produzida com base em: PURVES, W. K. et al. Vida: a ciência da Biologia. 6. ed. Porto Alegre: Artmed, 2002. p. 162.

centro mitótico (centrossomo)

cinetócoro

centríolo

microtúbulo polar

4 Telófase 3 Anáfase

microtúbulo do cinetócoro

Representação do fuso mitótico.

formação do envoltório nuclear

centríolo

Ilustrações produzidas com base em: CAMPBELL, N. A. et al. Biology. 8. ed. San Francisco: Pearson Benjamin Cummings, 2009. p. 233.

cromossomo cromátide

Ilustrações: A7 Estudio

citocinese

centríolo

Durante a anáfase, os centríolos se separam e as cromátides-irmãs migram em direção aos polos da célula.

7. Quantos cromossomos estão presentes em cada polo da célula durante a anáfase? Por quê? Seis cromossomos em cada um dos polos. A célula se dividirá em duas, cada uma com seis cromossomos.

Na telófase, os cromossomos separados chegam aos polos e o fuso mitótico desaparece. Assim, os cromossomos se descondensam e o envoltório nuclear volta a se formar em cada uma das células-filhas. Após a mitose, em que ocorre a divisão dos núcleos, o citoplasma também se separa, processo chamado citocinese. Nessa etapa, nas células animais, forma-se uma constrição na região equatorial da célula em divisão. Uma nova membrana plasmática é formada e o conteúdo do citoplasma, incluindo as organelas, é dividido entre as células-filhas. Dessa forma, ocorre a formação de duas novas células, cujos núcleos são idênticos entre si e ao da célula que lhes deu origem. Citologia

119

Unidade 2

Formação do fuso mitótico


Biologia e Tecnologia

A história dos cultivos celulares

O cultivo celular foi utilizado inicialmente pelos pesquisadores para estudar o comportamento das células fora do organismo. Em 1885, o pesquisador alemão Wilhelm Roux (1850-1924) iniciou esse método e, por meio dele, demonstrou que as células do embrião de uma galinha se mantinham vivas em um meio com solução salina. Em 1907, o zoologista e anatomista estadunidense Ross Harrison (1870-1959) retirou o cordão nervoso de um anfíbio e o cultivou em sua linfa, comprovando que as células são capazes de crescer fora do corpo do animal. Em 1913, o médico e pesquisador francês Alexis Carrel (1873-1944) observou que o cultivo celular sobrevive por mais tempo quando o meio nutritivo é frequentemente trocado e livre de contaminação. Em 1951, o cientista estadunidense George Gey (1899-1970) obteve células originadas do câncer de colo da paciente Henrietta Lacks, as quais foram chamadas de HeLa.* As células HeLa têm facilidade para crescer e sobreviver por tempo ilimitado em cultura, diferentemente das células normais. Elas têm contribuído para o controle da poliomielite e para o diagnóstico de doenças genéticas e cromossômicas, como as síndromes de Down, Klinefelter e Turner. Além disso, por meio das células HeLa, foi possível verificar os efeitos da radiação, da variação da pressão atmosférica, de vitaminas, de hormônios, de medicamentos e dos cosméticos sobre as células, entre outros estudos.

*Veja mais informações sobre esse cultivo celular nas Orientações para o professor.

Ser vivo adulto

Sandra van der Steen/Shutterstock.com

Macaco-verde: (Cercopithecus aethiops): pode atingir de 90 cm a 1,47 m de comprimento.

Além da HeLa, existem outros cultivos celulares. As células VERO, por exemplo, se originam de células do rim de macacos-verdes (Cercopithecus aethiops) e são importantes no diagnóstico de várias doenças virais. No final da década de 1990, James A. Thomson (1958-) e John P. Gearhart (196?-) realizaram um feito importante para a ciência: isolaram células-tronco embrionárias humanas, acontecimento que tem gerado discussões em virtude do potencial terapêutico dessas células e de questões éticas que as envolvem. As células MDCK, originadas do rim de cadelas adultas da raça Cocker Spaniel, são utilizadas em estudos sobre o meio de transporte de íons, proteínas, lipídios e fármacos, na produção de vacinas veterinárias e no diagnóstico da gripe, entre outros. As culturas de células podem ser originadas de tecido humano ou animal, a partir de diferentes tipos de células. Ao longo dos anos, diversas tecnologias têm sido desenvolvidas para melhorar o isolamento, o crescimento e a sobrevivência dos cultivos celulares. Com isso, várias culturas celulares foram disponibilizadas e tornaram-se uma ferramenta indispensável à pesquisa científica. Isso possibilitou um avanço em diversas áreas da Ciência e na Medicina, facilitando o diagnóstico de doenças e a escolha do tratamento adequado. Além disso, contribuiu para a indústria farmacêutica por meio da análise de toxicidade de medicamentos e de cosméticos e na produção de vacinas.

Macaco-verde, encontrado no continente africano.

120

g18_ftd_lt_1nob_u2_c7_112a120.indd 120

31/5/16 4:22 PM


A meiose é o processo de divisão celular que ocorre nas células sexuais de alguns seres vivos. Essa divisão celular é considerada reducional, porque cada célula-filha recebe da célula-mãe apenas um cromossomo do par de homólogos e passa a ter metade da quantidade de cromossomos ao final do processo. Essa característica permite a recuperação do número diploide da espécie após a fecundação. Para compreender esse conceito, considere a espécie humana, cujas células somáticas contêm 44 cromossomos autossômicos (não sexuais) e 2 cromossomos sexuais, totalizando 46 cromossomos. O pai produz um espermatozoide contendo 22 cro­mossomos autossômicos e um cromossomo sexual (X ou Y), enquanto a mãe libera um ovócito com 22 cromossomos autossômicos e um cromossomo sexual (X). Durante a fecundação, os núcleos desses gametas se fundem, formando um zigoto com 44 cromossomos autossômicos e 2 cromossomos sexuais (XX ou XY). Dessa maneira, se restabelece a quantidade de cromossomos das células somáticas da espécie humana: 46 cromossomos.

8. Quantos cromossomos teria um gameta humano (haploide) se a célula que o origina (diploide) sofresse mitose em vez de meiose? O gameta teria 46 cromossomos.

Ciclos de vida sexuais e a meiose Após a formação do zigoto, os ciclos de vida dos organismos que se reproduzem sexuadamente seguem diferentes padrões. De acordo com os estágios nos quais as células apresentam conteúdo diploide ou haploide, os ciclos de vida podem ser classificados em: haplobionte, diplobionte ou haplodiplobionte.

Andrew J. Martinez/BSIP/Glow Images

No ciclo haplobionte, o adulto é haploide e o zigoto é diploide. Esse tipo de ciclo ocorre em protoctistas e alguns fungos. Veja, a seguir.

Ser vivo adulto Alga (Ulva lactuca): pode atingir 40 cm de altura. Samambaia: existem diversas espécies de samambaias e o tamanho varia de acordo com a espécie. Tigre-siberiano: pode atingir 3,7 m de comprimento.

adulto (n)

gameta masculino (n) + gameta feminino (n)

fertilização

esporo (n)

meiose

zigoto (2n)

Alga (Ulva lactuca).

S.R. Magliovne/Shutterstock.com

No ciclo diplobionte, o adulto é diploide e os gametas são haploides. Esse ciclo inclui animais e algumas plantas. Veja.

gameta masculino (n) + gameta feminino (n)

fertilização

zigoto

meiose

adulto (2n)

Tigre-siberiano.

Bildagentur Zoonar GmbH/Shutterstock.com

No ciclo haplodiplobionte ou alternância de gerações, existem haploides e diploides na fase adulta. Esse tipo de ciclo ocorre na maioria das plantas. Veja. gametófito (n)

gameta masculino (n) + gameta feminino (n)

fertilização

zigoto (2n)

esporo (n)

meiose

esporófito (2n)

Samambaia.

Citologia

121

Unidade 2

Meiose


Meiose I A meiose é dividida em duas etapas: meiose I e meiose II. Nesse momento, estudaremos a meiose I, que se divide em prófase I, metáfase I, anáfase I e telófase I. Para facilitar o estudo da prófase I, ela é dividida em etapas: leptóteno, zigóteno, paquíteno, diplóteno e diacinese. Veja a seguir o exemplo de meiose em uma célula com quatro cromossomos.

Etapas da prófase I da meiose I 1

cromossomo

pareamento dos cromossomos homólogos

2

Durante o leptóteno, os cromossomos já duplicados se condensam e tornam-se mais visíveis. Apesar de já terem sido duplicados, os cromossomos têm a aparência de um único filamento.

No zigóteno ocorre a sinapse, ou seja, o alinhamento e o pareamento dos cromossomos homólogos.

6 Final da prófase I

7 Metáfase I

Ilustrações produzidas com base em: JUNQUEIRA, L. C.; CARNEIRO, J. Biologia celular e molecular. 8. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2005. p. 190.

microtúbulo

cinetócoro cromossomos homólogos

*Há um cinetócoro por cromossomo, ao contrário da mitose, em que havia um cinetócoro por cromátide.

122

No final da prófase I, a sinapse alinha os cromossomos homólogos, os quais se condensam. O fuso mitótico se forma e os microtúbulos se ligarão aos cinetócoros* dos cromossomos.

quiasma

cromossomo alinhado

Na metáfase I, os cromossomos se alinham na região equatorial da célula e podem permanecer ligados pelos quiasmas. Ilustrações produzidas com base em: CAMPBELL, N. A. et al. Biology. 8. ed. San Francisco: Pearson Benjamin Cummings, 2009. p. 254.


recombinação

4

quiasma

5

Unidade 2

3

cromátide

quiasma

Durante o paquíteno, os cromossomos homólogos estão mais curtos e espessos. Nessa etapa, o pareamento dos cromossomos homólogos é finalizado e o complexo formado é chamado de bivalente ou tétrade, pois passa a ter quatro cromátides. Um evento importante é a troca de segmentos entre as cromátides não irmãs dos cromossomos homólogos. Esse processo recebe o nome de recombinação (também conhecido como permutação ou crossing-over). Na região que ocorre a recombinação, um trecho da molécula de DNA de uma cromátide é substituído pelo fragmento correspondente da cromátide do outro homólogo.

quiasma

No diplóteno, os cromossomos começam a se separar, permanecendo unidos por pontos denominados quiasmas, em forma de letra “X”. O quiasma mostra onde ocorreu a troca de material entre as cromátides. O processo de recombinação promove a variabilidade genética em uma espécie.

8 Anáfase I

Durante a diacinese, ocorre a contração dos cromossomos e a quantidade de quiasmas se reduz. No fim dessa etapa, os cromossomos homólogos permanecem unidos entre si apenas pelos quiasmas.

9 Telófase I formação do envoltório nuclear

Ilustrações: A7 Estudio

cromossomo homólogo

cromossomo

Na anáfase I, os cromossomos homólogos, cada um composto de duas cromátides, se deslocam para os polos opostos da célula.

Na telófase I, os cromossomos se agrupam no núcleo e a célula se divide. Após a telófase I ocorre uma fase anterior à meiose II, denominada intercinese, similar à intérfase da mitose. Durante essa etapa, a cromatina pode permanecer descompactada e não há duplicação do material genético.

9. Na anáfase I da meiose I, ocorre a separação dos cromossomos homólogos. Já durante a anáfase da mitose, há separação das cromátides. 9. Que diferença é possível observar entre a anáfase I da meiose e a anáfase da mitose? Citologia

123


Meiose II

Ilustrações produzidas com base em: CAMPBELL, N. A. et al. Biology. 8. ed. San Francisco: Pearson Benjamin Cummings, 2009. p. 255.

Durante a segunda divisão da meiose, as cromátides-irmãs se separam. Trata-se de uma divisão equacional, pois o material genético é distribuído igualmente entre as células-filhas, assim como na mitose. 1 Prófase II

cromossomo

Na prófase II, os cromossomos se condensam e o material genético não é duplicado.

cromátides-irmãs alinhadas

2 Metáfase II Na metáfase II, os cromossomos duplicados se alinham na linha equatorial da célula. 10. O que a metáfase da mitose, a metáfase I da meiose I e a metáfase II da meiose II têm em comum? linha equatorial

disjunção das cromátides-irmãs

3 Anáfase II

Em todas, os cromossomos se alinham na linha equatorial da célula.

Na anáfase II, ocorre a disjunção (separação) das cromátides-irmãs. Assim, as cromátides são puxadas para os polos opostos da célula. 11. A anáfase II é similar à anáfase da mitose ou à anáfase I da meiose I? Ela é similar à anáfase da mitose, pois as cromátides-irmãs são deslocadas para polos opostos da célula.

Ilustrações: A7 Estudio

formação do envoltório nuclear

citocinese

4 Telófase II

12. Não, algumas células-filhas têm segmentos de cromossomos diferentes da célula-mãe, pois sofreram recombinação.

Na telófase II, os cromossomos começam a descompactação, o núcleo se forma e ocorre a citocinese. Ao final, a meiose forma quatro células-filhas com a metade da quantidade de cromossomos (conjunto haploide) da célula parental. 12. Após a recombinação na prófase I, os cromossomos das células-filhas (ao final da telófase II) são idênticos à célula que lhes originou? Por quê?

124

g18_ftd_lt_1nob_u2_c7_121a131.indd 124

31/5/16 4:24 PM


Leia o trecho do texto a seguir.

A principal característica da meiose é ser um tipo especial de divisão celular que permite aos cromossomos homólogos, presentes na célula original, se emparelharem intimamente e efetuarem um intercâmbio de material hereditário (crossing-over). A troca física real de segmentos de DNA entre os cromossomos materno e paterno de um par de homólogos resulta em uma mistura dos genes parentais, o que leva, por sua vez, a um significativo aumento das combinações genéticas. Com essa maior recombinação gênica, ocorre uma maior variabilidade dos tipos de gametas formados ao final de cada meiose, o que contribui com uma mais alta diversidade de organismos e favorece a maior adaptação evolutiva da espécie. Em última análise, o processo de recombinação genética acelera o processo evolutivo das espécies. Embora o crossing-over aparentemente seja o único evento-chave da meiose que resulta em variabilidade genética, existe um segundo fator ainda mais importante que esse: é a segregação independente dos cromossomos homólogos, que ocorre durante a anáfase I. Em função da possibilidade de cromossomos homólogos migrarem para qualquer dos polos da célula, independentemente de sua origem ser paterna ou materna, e pelo fato de cada um dos homólogos poder se dirigir para um polo de forma independente dos demais cromossomos, surgem muitas possibilidades de combinações cromossômicas em cada célula-filha resultante da primeira divisão meiótica. O número possível de combinações cromossômicas, ou de tipos diferentes de gametas que podem ser formados a partir de uma célula-mãe, é sempre igual a 2n, sendo n o número haploide de cromossomos da espécie, ou o número de pares cromossômicos por núcleo. Exemplificando, a meiose de uma célula com três pares de cromossomos poderia resultar em 8 (23) diferentes tipos de gametas, mesmo na ausência de qualquer permuta ou recombinação genética nessa divisão. Da mesma forma, na espécie humana, aproximadamente 8 × 10 6 gametas geneticamente únicos poderiam ser formados a partir de um única célula. Entretanto, em função de recombinações, o número de gametas geneticamente distintos que são produzidos é muito maior. Não resta dúvida, portanto, que a principal consequência da meiose é emprestar às espécies uma grande diversidade durante o processo evolutivo.

Unidade 2

Matemática Encontro com...

A meiose favorece a evolução das espécies

Em uma mesma família, há diferenças entre os filhos, mesmo que os pais sejam os mesmos. Isso ocorre, em partes, graças à meiose.

Monkey Business Images/Shutterstock.com

JUNQUEIRA, L. C.; CARNEIRO, J. Biologia celular e molecular. 7. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2000. p. 196.

13. Se o número haploide da mosca-da-fruta é 4, qual é o número diploide da espécie? O número diploide da espécie é 8. 14. Quantas combinações cromossômicas podem ser formadas a partir da célula-mãe? A quantidade de combinações possíveis é 28, ou seja, 256.

Citologia

g18_ftd_lt_1nob_u2_c7_121a131.indd 125

125

31/5/16 4:26 PM


Atividades

Responda as atividades no caderno.

Ilustração produzida com base em: CAMPBELL, N. A. et al. Biology. 8. ed. San Francisco: Pearson Benjamin Cummings, 2009. p. 100, 103.

Veja as respostas das questões desta seção nas Orientações para o professor.

1. Qual é a importância do núcleo para a célula?

B

A

2. O que é o nucléolo? Qual é a sua importância para a célula?

3. Explique em que consiste a cromatina.

D A7 Estudio

4. Observe a ilustração ao lado e responda às questões. a ) No caderno, escreva o nome das estruturas indicadas ao lado. b ) Descreva a importância de cada uma dessas estruturas.

C E

c ) Como são denominadas as células que possuem as estruturas indicadas ao lado?

Estrutura do núcleo de uma célula animal.

5. Defina cromátide-irmã e descreva as mudanças pelas quais ela passa durante a mitose. 6. O que são cromossomos homólogos? 7. Material genético é um termo utilizado para definir as informações genéticas contidas no núcleo da célula. A cromatina, o cromossomo e a cromátide são estruturas que contêm o material genético. Descreva as diferenças entre cada uma delas.

8. Qual é a importância da intérfase no ciclo celular? 9. Quais são as principais diferenças entre a mitose e a meiose? Cite um exemplo de célula que realiza cada um dos tipos de divisão celular.

10. Por que a meiose é considerada uma divisão celular reducional? 11. Em que fase da divisão celular ocorre o crossing-over? Qual é a sua importância? 12. Na divisão celular, uma organela citoplasmática tem participação fundamental na organização dos cromossomos. Qual é o nome dessa organela? Explique seu papel na divisão celular.

13. Observe os diferentes tipos de cromossomos e responda às questões propostas. a ) Os cromossomos abaixo estão duplicados. Em que momento do ciclo celular ocorre a duplicação dos cromossomos? Por que essa etapa é necessária? b ) O que são as regiões alaranjadas nos cromossomos? Qual é a sua importância? A

B

Metacêntrico.

Submetacêntrico.

C

126

Ilustrações: Somma Studio

Ilustração produzida com base em: ROBERTIS, E. D. P. de; ROBERTIS Jr., E. M. F. D. Fundamentos de Biologia celular e molecular. 2. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 1993. p. 159.

D

Acrocêntrico.

Telocêntrico.


14. Durante uma aula prática de Biologia, Guilherme estava observando células de raiz de cebola ao microscópio. Ao analisar o núcleo, ele não conseguiu enxergar cromossomos. Por que Guilherme não conseguiu observar os cromossomos na preparação?

a ) Leptóteno.

I ) Ocorre permutação ou crossing-over.

b ) Zigóteno.

II ) Início da condensação dos cromossomos.

c ) Paquíteno.

Unidade 2

15. No caderno, relacione a primeira coluna com a segunda.

I II ) Há maior grau de condensação dos cromossomos e quiasmas.

d ) Diplóteno.

I V ) Os cromossomos homólogos estão separados e é possível visua­lizar os quiasmas.

e ) Diacinese.

V ) Ocorre o emparelhamento dos cromossomos homólogos.

16. Reescreva as frases a seguir no caderno, substituindo as letras pelas palavras correspondentes. a ) As células eucariontes possuem A, uma membrana que delimita o conteúdo nuclear. Essa membrana possui inúmeros B, que permitem a comunicação entre o C e o citoplasma. b ) Os cromossomos D determinam as características do organismo, enquanto os cromossomos E determinam o sexo. c ) A F é um tipo de divisão celular que ocorre nas células somáticas, mantendo a quantidade de cromossomos e gerando células-filhas G. Já a H é um tipo de divisão celular que ocorre nas células sexuais e reduz a quantidade de cromossomos à metade, gerando células I. Jaim Simoes Oliveira/Getty Images

17. O gambá (Didelphis paraguayensis) é um mamífero marsupial que possui 22 cromossomos no núcleo de suas células somáticas. Com base nisso, responda às questões. a ) Qual é a quantidade de cromossomos em seus gametas? b ) Quantas cromátides devem existir em uma célula somática desse animal durante as diferentes fases do ciclo celular? Ser vivo adulto Gambá (Didelphis paraguayensis): pode atingir de 21,5 cm a 35 cm de comprimento.

Gambá.

18. Leia o trecho do texto abaixo e responda às questões. [...] O método de cariotipagem é um exame citogenético que verifica o estado do cariótipo das células. Sua análise é feita por meio de várias colorações que evidenciam partes dos cromossomos. Por meio de análises visuais destes cromossomos e com auxílio de atlas de cariótipos é possível associar determinado mapa cromossomial de uma linhagem a uma espécie e ao sexo do indivíduo. [...]

Citogenética: estudo dos cromossomos, sua estrutura e herança.

ALVES, Emanuele Amorim; GUIMARÃES, Anna Christina Rosa. Cultivo celular. In: MOLINARO, Etelcia Moraes. (Org.). Conceitos e métodos para a formação de profissionais em laboratórios de saúde. Rio de Janeiro: EPSJV-FOC, v. 2, 2010. p. 237.

a ) O que é cariótipo? b ) No trecho, são citadas algumas aplicações do método de cariotipagem, como a determinação do sexo de um indivíduo. De que maneira é possível determinar se o cariótipo é de um homem ou de uma mulher? Citologia

127


19. Observe as ilustrações abaixo e responda às questões. B

C

D

Ilustrações: A7 Estudio

A Ilustrações produzidas com base em: CAMPBELL, N. A. et al. Biology. 8. ed. San Francisco: Pearson Benjamin Cummings, 2009. p. 232-233.

a ) Qual é o principal evento que caracteriza a mitose? b ) Por que a mitose é chamada de divisão equacional? c ) Descreva os principais eventos em cada uma das ilustrações acima.

20. Reescreva as frases a seguir no caderno, corrigindo as incorretas. a ) As células eucarióticas apresentam núcleo delimitado por uma membrana denominada cromátide. b ) A heterocromatina é a região menos condensada do DNA, enquanto a eucromatina apresenta maior grau de condensação. c ) As cromátides-irmãs são unidas por uma região não duplicada, denominada telômero. d ) Na intérfase, a duplicação do DNA ocorre durante a fase G 2. e ) A mitose origina células diploides e ocorre em todas as células do indivíduo, exceto nas sexuais. f ) Na meiose I ocorre a separação das cromátides-irmãs e, na meiose II, ocorre a separação dos cromossomos homólogos. g ) Durante o ciclo celular, a fase que mais apresenta conteúdo de DNA na célula é a G1.

21. (UEM) Sobre o núcleo e a divisão celular de células eucarióticas, assinale a(s) alternativa(s) correta(s). 01 ) A telófase é a fase da mitose em que o material nuclear se encontra em processo oposto ao da prófase. 02 ) Nos organismos unicelulares e multicelulares, a divisão celular corresponde à própria reprodução do organismo e ao aumento do número de células do corpo, respectivamente. 04 ) Os nucléolos são massas ricas em proteína, em que se formam os cromossomos. 08 ) No final do processo de meiose de uma célula eucariótica animal, serão originadas duas células com a metade da quantidade de DNA da célula-mãe. 16 ) Pelo fato de ocorrer do centro para a periferia, a divisão da célula vegetal recebe o nome de citocinese centrífuga.

22. (Fuvest) Considere os eventos abaixo, que podem ocorrer na mitose ou na meiose: I ) Emparelhamento dos cromossomos homólogos duplicados. II ) Alinhamento dos cromossomos no plano equatorial da célula. III ) Permutação de segmentos entre cromossomos homólogos. IV ) Divisão dos centrômeros resultando na separação das cromátides-irmãs. No processo de multiplicação celular para reparação de tecidos, os eventos relacionados à distribuição equitativa do material genético entre as células resultantes estão indicados em: a ) I e III, apenas.

b ) II e IV, apenas.

c ) II e III, apenas.

d ) I e IV, apenas.

e ) I, II, III e IV.

128


23. (Udesc) As células em geral são estimuladas a se dividirem quando atingem um determinado tamanho, assim como por substâncias denominadas de fatores de crescimento celular, passando pelo chamado Ciclo Celular, que é subdivido em três fases: G1 – S – G2. Unidade 2

Analise as proposições em relação ao ciclo celular, e considere (V) para verdadeira e (F) para falsa. I ) Na fase S ocorre a duplicação do DNA. II ) Na fase G2 ocorre o pareamento dos cromossomos homólogos. III ) Na fase G1 todo o DNA está altamente condensado. IV ) A fase S só ocorre em células que entram em mitose. V ) Na fase G1 e na G2 as células apresentam a mesma quantidade de DNA. Escreva no caderno a alternativa correta, de cima para baixo. a) F – F – V – V – F

b) V – V – F – F – F

c) V – F – F – F – F

d) F – V – V – F – F

e) F – F – F – V – V

24. (PUCPR) Sobre a divisão celular, considerando a prófase I da Meiose I, é CORRETO dizer que: a ) a característica mais marcante do diplóteno é que os cromossomos ainda emparelhados se cruzam em certos pontos chamados quiasmas. b ) no paquíteno ocorre o afastamento dos cromossomos homólogos e os cromômeros são bem visíveis formando as cromátides-irmãs. c ) no leptóteno, o emparelhamento dos cromossomos é chamado de sinapse cromossômica. d ) na diacinese, as cromátides permanecem no centro celular, a carioteca se refaz, os nucléolos reaparecem e os centríolos atingem os polos celulares. e ) a prófase I é uma fase curta em que os centríolos que não sofreram duplicação na intérfase permanecem no centro celular e a carioteca se desintegra ao final dessa fase.

25. (Unicamp) Em relação a um organismo diploide, que apresenta 24 cromossomos em cada célula somática, pode-se afirmar que: a ) seu código genético é composto por 24 moléculas de DNA de fita simples. b ) o gameta originado desse organismo apresenta 12 moléculas de DNA de fita simples em seu genoma haploide. c ) seu cariótipo é composto por 24 pares de cromossomos. d ) uma célula desse organismo na fase G2 da interfase apresenta 48 moléculas de DNA de fita dupla.

26. (Unicamp) [No caderno] comente a frase: “Cromossomos e cromatina são dois estados morfológicos dos mesmos componentes celulares de eucariotos”.

Refletindo sobre o capítulo

Veja as respostas das questões desta seção nas Orientações para o professor.

A Retome a resposta da questão c da página 112 e, se necessário, complemente-a. B Qual é a relação entre o envoltório nuclear e o retículo endoplasmático? C Considere • Quantos • Quantos • Quantos

que o número haploide do cachorro é 39. pares de cromossomos existem em suas células somáticas? cromossomos há em cada gameta? cromossomos autossômicos existem no final da meiose I? Citologia

129


Trocando ideias

Câncer

De acordo com o Instituto Nacional de Câncer (Inca), mais de 12 milhões de pessoas no mundo são diagnosticadas com essa doença todo ano. Desse total, cerca de 8 milhões morrem. Você já ouviu falar em câncer? Sabe como ele surge e o que o torna tão temido? Por que será que essa doença causa tantas mortes? Cada célula deve ter seu comportamento ajustado de acordo com a necessidade do organismo. Assim, uma célula deve se multiplicar apenas quando necessário, manter características especializadas e ocupar locais específicos, garantindo o funcionamento adequado do organismo. Quando esse comportamento celular é alterado, a multiplicação das células também pode ser alterada. Como consequência, as células passam a se multiplicar descontroladamente. A multiplicação celular descontrolada é chamada de tumor ou neoplasia, podendo ser benigno ou maligno. O tumor maligno é conhecido popularmente como câncer e suas células podem se disseminar para diferentes locais do organismo, formando tumores secundários. Esse comportamento recebe o nome de metástase. Ao contrário do tumor benigno, que permanece próximo ao local de origem e pode ser retirado por métodos cirúrgicos, o câncer é mais invasivo e pode atingir diferentes partes do corpo por meio da metástase de suas células. Essa situação torna o tratamento mais complicado e os efeitos mais agressivos. Observe, no esquema abaixo, as principais diferenças entre os tumores benignos e os tumores malignos.

Studio Caparroz

Ilustração produzida com base em: KUMAR, V.; ABBAS, A. K.; ASTER, J. C. Robbins, patologia básica. 9. ed. Rio de Janeiro: Elsevier, 2013. p. 169.

Comparação entre tumor benigno do miométrio (leiomioma) à esquerda e um tumor maligno de origem semelhante (leiomiossarcoma) à direita.

Uma das maiores ambições da comunidade científica é descobrir a cura para o câncer. No entanto, os estudos nessa área tornam-se mais difíceis em virtude de uma série de fatores. Um deles é o fato de o câncer ser um conjunto de doenças genéticas, que podem ser influenciadas pela exposição a agentes externos capazes de modificar o material genético (agentes mutagênicos), como tabagismo, lesões, exposição à radiação, entre outros. Por isso, é essencial que haja prevenção do câncer e o desenvolvimento de tratamentos mais eficazes.

130


Unidade 2

O câncer é considerado um problema de saúde pública. A rede pública de saúde é provida apenas com os tratamentos básicos de câncer, como a quimioterapia e a radioterapia. Muitos tratamentos considerados mais modernos e variados se encontram disponíveis apenas em outros países e a custos bastante elevados. Por isso, a luta contra o câncer se torna ainda mais complicada. Além do sofrimento causado pela doença, os pacientes não encontram condições financeiras de custear tratamentos adequados no país, nem têm condições de buscar tratamento em outros países. Leia os trechos das reportagens a seguir.

Alunos ajudam professora do Rio em luta contra câncer no exterior Berta Toste sofre de um condrossarcoma, um tumor ósseo. Estudantes e ex-alunos ajudam a disseminar campanha na internet.

[…] […] Os médicos de Berta a apoiam na opção de buscar tratamento no exterior. “Eu conversei com eles e perguntei o que achavam. Os médicos disseram que valeria a pena. Porque o tratamento que eu faço aqui tem uma porcentagem de cura pequena”. […] BOECKEL, Cristina. Alunos ajudam professora do Rio em luta contra o câncer no exterior. G1, São Paulo, 30 jun. 2015. Disponível em: <http:// g1.globo.com/rio-de-janeiro/noticia/2015/06/alunos-ajudam-professora-do-rio-em-luta-contra-cancer-no-exterior.html>. Acesso em: 19 fev. 2016.

Lutadora de boxe do RS rifa prêmios de luxo para tratar câncer raro Giovana Cavalcanti precisa de R$ 250 mil para importar remédio dos EUA. Jovem de 25 anos criou campanha na internet para arrecadar o valor.

[…] A jovem não conseguiu os resultados esperados com a quimioterapia e radioterapia convencionais. Com isso, os médicos sugeriram [um] medicamento que não é comercializado no Brasil. Cada dose custa pouco mais de R$ 20 mil, além dos custos para a importação. […] MENEZES, Paula. Lutadora de boxe do RS rifa prêmios de luxo para tratar câncer raro. G1, São Paulo, 27 jun. 2015. Disponível em: <http://g1.globo. com/rs/rio-grande-do-sul/noticia/2015/06/lutadora-de-boxe-do-rs-rifa-premios-de-luxo-para-tratar-cancer-raro.html>. Acesso em: 19 fev. 2016.

Veja as respostas das questões dessa seção nas Orientações para o professor.

a ) O que há em comum entre os tumores malignos e benignos? Quais características os distinguem? b ) Com base nas reportagens acima, converse com seus colegas sobre a importância da solidariedade no tratamento de casos de câncer. c ) Segundo a Constituição Federal, é direito de todo cidadão o acesso à saúde, cabendo ao Estado prover diagnóstico, exame e tratamento adequado. Apesar disso, como podemos perceber nas reportagens acima, o sistema público de saúde não tem recursos suficientes para prover todos os serviços oncológicos* de que a população necessita. Converse com seus colegas sobre isso. d ) Você considera que o Estado deveria investir em novas tecnologias e na capacitação de profissionais ou investir no custeio desses tratamentos em outros países? Troque ideias sobre isso com seus colegas.

*Informe aos alunos que “tratamentos oncológicos” se referem aos tratamentos contra o câncer. Citologia

g18_ftd_lt_1nob_u2_c7_121a131.indd 131

131

31/5/16 4:29 PM


Dr Jeremy Byrgess/SPL/Latinstock

capítulo

Formiga da espécie Lasius niger se alimentando dos excrementos do pulgão da espécie Aphis fabae.

Ser vivo adulto Formiga (Lasius niger): pode atingir de 3,5 mm a 5 mm de comprimento. Pulgão (Aphis fabae): pode atingir de 1,8 mm a 3,1 mm de comprimento.

Estabulação: criar ou engordar em estábulo.

A) Os pulgões se alimentam da seiva das plantas e as formigas se alimentam dos açúcares produzidos pelo pulgão. B) As formigas obtêm a matéria-prima que será utilizada para a produção de energia para seu metabolismo a partir dos excrementos dos pulgões, os quais são ricos em açúcares. Os pulgões, por sua vez, obtêm a matéria-prima que será utilizada para a produção de energia a partir da seiva produzida pelas plantas, e estas obtêm energia da luz do Sol.

132

Processos energéticos das células

*Diga aos alunos que o termo “criação” no texto remete ao fato de que as formigas criadoras constroem abrigos no solo para proteger os pulgões que elas exploram. Alguns indivíduos (formigas) [...] [Algumas] espécies de formigas vivem em associação com uma espéfazem a guarda dos cie de pulgão ou de cochonilha. Essa associação é uma verdadeira forma de abrigos, criação.* [...] afastando predadores Em algumas espécies, a criação é conduzida sob a forma de estabulação e destruindo as asas dos subterrânea permanente. Os pulgões são então instalados nas câmaras capulgões que tentam fugir. vadas em volta de raízes de vegetais, de onde sugam diretamente a seiva

da qual se alimentam. [...]

[...] A reprodução dos pulgões acontece em boas condições, pois as fêmeas reprodutoras são alojadas em câmaras subterrâneas onde os ovos são abrigados durante o inverno. As formigas se alimentam das excreções dos pulgões, quer dizer, de seus excrementos ricos em açúcares e outras moléculas orgânicas provenientes da seiva das plantas que as geraram. Para tal, as formigas acariciam com suas antenas o abdômen dos pulgões que, estimulados, eliminam as excreções açucaradas. [...] MAZOYER, M; ROUDART, L. História das agriculturas no mundo: do neolítico à crise contemporânea. São Paulo: Unesp, 2010. p. 55-56. Disponível em: <www2.fct.unesp.br/docentes/geo/bernardo/BIBLIOGRAFIA%20DISCIPLINAS %20POS-GRADUACAO/HISTORIA%20DA%20AGRICULTURA/Historia_das_agriculturas.pdf>. Acesso em: 25 fev. 2016.

A Qual é a relação entre o vegetal, os pulgões e as formigas? B Explique o trecho do texto que está sublinhado. C Por meio de qual processo os seres vivos citados no texto obtêm energia?

As plantas realizam fotossíntese e respiração celular. Os pulgões e as formigas, apenas respiração celular.


Energia, metabolismo e vida

É importante destacar que a energia não é criada, mas transformada. Ao ser absorvida na fotossíntese, parte da energia da luz solar é transformada em energia química armazenada nas ligações químicas de moléculas orgânicas (alimento) que serão utilizadas por toda a extensão da cadeia alimentar. Durante o processo de respiração celular, as células vegetais e animais transferem a energia das moléculas orgânicas a uma forma conveniente para o metabolismo, no caso, a versátil molécula de ATP (adenosina trifosfato). Já alguns fungos e bactérias utilizam a fermentação para transferir a energia de moléculas orgânicas para o ATP.

1. De que maneira as células obtêm energia para realizar suas funções? Por meio da quebra da glicose, durante o processo da respiração celular, ou de outras moléculas na fermentação.

Ildi Papp/Shutterstock.com

O metabolismo pode ser dividido em anabolismo e catabolismo. No anabolismo, as reações químicas produzem moléculas complexas a partir de moléculas simples. No catabolismo, as reações químicas decompõem moléculas mais complexas em moléculas mais simples, liberando energia. Massa de pão pronta para ser assada.

Esquema simplificado de anabolismo e catabolismo Macromoléculas celulares

Nutrientes energéticos

• Proteínas • Polissacarídeos • Lipídios • Ácidos nucleicos

• Carboidratos • Gorduras • Proteínas

Anabolismo

O fermento biológico possui leveduras que realizam o catabolismo de carboidratos presentes na massa do pão. Essa reação química libera energia, etanol e gás carbônico, que é o responsável pelo aumento do volume da massa.

Catabolismo

Moléculas menos energéticas

Moléculas mais energéticas

• Aminoácidos • Açúcares • Ácidos graxos • Bases nitrogenadas

Energia química

Produtos finais sem energia • CO2 • H2O • NH3

Somma Studio

Moléculas precursoras

Unidade 2

Como você estudou, uma das propriedades dos seres vivos é o metabolismo, definido como o conjunto de todas as reações químicas que um organismo realiza. Essas reações químicas ocorrem por meio de diversos processos que utilizam energia, tais como: o transporte, a absorção, a degradação e a síntese de moléculas.

Ilustração produzida com base em: NELSON, David L. et al. Princípios de Bioquímica de Lehninger. 5. ed. Porto Alegre: Artmed, 2011. p. 487.

Citologia

133


*Se achar conveniente, retome com os alunos o assunto enzimas, trabalhado no capítulo 4 deste volume. **Pi é a abreviatura para a representação de um íon fosfato (H 2 PO-2 4 ).

Moléculas envolvidas nos processos energéticos A transferência de energia que ocorre nas reações metabólicas é altamente organizada e regulada pelas células. Esse controle é exercido principalmente por enzimas e coenzimas, que determinam a quantidade necessária de energia a ser utilizada em determinado processo. * Na célula, a energia liberada pela degradação gradual das moléculas dos alimentos (por exemplo, a glicose) é armazenada temporariamente em moléculas carreadoras. Estas contêm ligações químicas ricas em energia e podem ser transportadas rapidamente pela célula, transferindo sua energia para as reações químicas.

ATP

Estrutura das moléculas de ATP, ADP e AMP adenina

N C

H O -

O

P O

-

O O

-

P O

O O

P

N

-

O

C C

N C

C N

CH2 O

O

H

H

H

fosfatos

H

OH

OH

ribose adenosina monofosfato (AMP) (ADP) (ATP) Ilustrações produzidas com base em: RAVEN, P. H.; EVERT, R. F.; EICHHORN, S. E. Biologia vegetal. 6. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2001. p. 103-104.

H

Somma Studio

NH 2

A adenosina trifosfato ou ATP é uma das principais moléculas carreadoras das células. Ela é composta por uma base nitrogenada adenina ligada a um monossacarídeo ribose, que se une a três grupos fosfato. A quebra da ligação de um dos grupos fosfato do ATP libera energia, formando a adenosina difosfato ou ADP, e um íon fosfato ou fosfato inorgânico (Pi).** As reações de quebra das ligações de grupo fosfato são exergônicas, ou seja, liberam energia. Já no processo de formação do ATP, um grupo fosfato precisa se ligar a outro grupo fosfato na molécula de ADP por meio da utilização de energia. Isso faz com que essas reações absorvam energia, e, por isso, são chamadas de reações endergônicas.

Formação de ATP reação endergônica

P

P

P

P adenosina trifosfato (ATP)

P

adenosina difosfato (ADP)

P

P

134

Somma Studio

P

P

reação exergônica


NAD, NADP e FAD

Unidade 2

Outra maneira de se obter energia é por meio do transporte de elétrons. Em algumas reações químicas, as substâncias podem perder ou ganhar elétrons. Quando ocorre o ganho de elétrons, a substância se torna reduzida, e, quando uma substância perde elétrons, ela se torna oxidada. Essas reações, chamadas de oxirredução ou redox, são acopladas, ou seja, ocorrem ao mesmo tempo. Quando uma substância perde um átomo de hidrogênio (H), ela se torna oxidada, pois também está perdendo um elétron. Da mesma maneira, quando uma substância recebe um átomo de hidrogênio, ela se torna reduzida, pois também ganha um elétron. A perda de átomos de hidrogênio é chamada desidrogenação.

A

B

oxidada

reduzida

oxidação redução

: elétron

Somma Studio

Reações acopladas de oxirredução

Algumas moléculas carreadoras são especializadas em transportar elétrons e átomos de hidrogênio ricos em energia. Entre as mais importantes, estão as coenzimas nicotinamida-adenina-dinucleotídeo ou NAD +, a fosfato-de-nicotinamida-adenina-dinucleotídeo ou NADP+ e a flavina-adenina-dinucleotídeo ou FAD. Geralmente, o NAD e o FAD estão envolvidos em processos catabólicos, como a fermentaForma ção e a respiração, enquanto o NADP participa de processos anabólicos, oxidada como a fotossíntese e a quimiossíntese. NAD +

Encontro com...

Química

Quando uma molécula de hidrogênio é acoplada ao NAD, FAD ou NADP, essas coenzimas deixam sua forma natural oxidada e passam a se apresentar na forma reduzida. Observe no quadro ao lado.

Forma reduzida NADH

NADP+

NADPH

FAD

FADH

+

Reações e equações químicas Em uma reação química, os reagentes se combinam entre si para formar os produtos. A reação química pode ser expressa por uma equação química. Observe o exemplo a seguir. A queima do gás metano (CH4) ocorre na presença do gás oxigênio (O 2), formando gás carbônico (CO 2) e água (H 2O). Essa reação libera energia na forma de calor. Reagentes que fazem parte da reação química.

CH 4 + 2O 2

Quantidade de átomos do elemento químico da molécula que participa da reação.

Produtos formados.

CO 2 + 2H 2O + calor Coeficiente indicando a

A seta indica a direção da formação de uma nova substância.

quantidade de moléculas formadas. Nesse caso, uma molécula de metano reage com duas moléculas de gás oxigênio para formar uma molécula de gás carbônico e duas moléculas de água.

2. Sim, porque a quantidade de elementos químicos (um átomo de carbono, quatro de hidrogênio e quatro de oxigênio) presente nos reagentes é a mesma dos produtos. 2. A equação química da queima do metano está balanceada? Explique.

Citologia

135


Fotossíntese A fotossíntese é o processo energético por meio do qual os vegetais, as algas e algumas bactérias utilizam a energia luminosa para produzir compostos orgânicos altamente energéticos, a partir de moléculas inorgânicas simples, isto é, produzem seu próprio alimento. Esses seres vivos são chamados fotoautotróficos (do grego: foto = luz; auto = próprio; trofico = relativo a alimento). A equação geral da fotossíntese pode ser apresentada da seguinte maneira: CO 2 + H 2O

luz

O 2 + CH 2O

Essa equação descreve que a molécula de água (H 2O) perde dois átomos de hidrogênio (consequentemente, dois elétrons) e se oxida, formando uma molécula de gás oxigênio (O 2). Os átomos de hidrogênio são incorporados à molécula de gás carbônico (CO 2) por meio de uma reação de redução, transformando-a em um carboidrato (CH 2O). A maioria dos carboidratos formados na reação da fotossíntese são trioses, ou seja, carboidratos de três carbonos (C 3 H 6 O 6). Apesar disso, essas trioses podem ser utilizadas para produzir a glicose (C 6 H12O 6), a qual, normalmente, é apresentada como um produto da reação de fotossíntese. Dessa maneira, a equação da fotossíntese também pode ser representada da seguinte maneira: 6CO 2 + 6H 2O

luz

6O 2 + C 6 H12O 6

Nos vegetais, a fotossíntese ocorre nos tilacoides e no estroma dos cloroplastos. Os tilacoides estão comumente arranjados uns sobre os outros formando pilhas. Essa pilha de tilacoides recebe o nome de grana. A fotossíntese ocorre em duas etapas. A primeira acontece nas membranas dos tilacoides, auxiliada por pigmentos fotossintéticos e pelas enzimas ali presentes. Já a segunda etapa ocorre no estroma do cloroplasto.

Estrutura de um cloroplasto.

membrana do tilacoide (1a etapa da fotossíntese)

A7 Estudio

tecido vegetal

célula vegetal

membranas do cloroplasto tilacoide Ilustração produzida com base em: RAVEN, P. H.; EVERT, R. F.; EICHHORN, S. E. Biologia vegetal. 6. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2001. p. 130.

grana

estroma do cloroplasto (2a etapa da fotossíntese)

136

g18_ftd_lt_1nob_u2_c8_132a139.indd 136

31/5/16 4:55 PM


Pigmentos fotossintetizantes

Unidade 2

Durante a fotossíntese, parte da energia da luz solar é absorvida pela ação de pigmentos fotossintetizantes, como a clorofila. Esse pigmento está presente em células de organismos eucariontes que realizam a fotossíntese, como os vegetais e as cianobactérias. Outros pigmentos envolvidos na captura da energia luminosa são os carotenoides e as ficobilinas, pigmentos acessórios que vão auxiliar a clorofila na captura da luz solar.

A luz e a clorofila MilanB/Shutterstock.com

A luz branca, ou luz visível, é uma radiação eletromagnética composta por diversos comprimentos de onda que, quando decompostos, geram as cores do arco-íris, como mostra a imagem ao lado. A clorofila é capaz de absorver comprimentos de onda na faixa do azul/violeta e vermelho. Observe o gráfico a seguir. Espectro de absorção da clorofila Absorção estimada (%) 80 60

Após atravessar um prisma, a luz branca será decomposta nas cores do arco-íris. Cada cor possui um comprimento de onda específico, portanto elas se deslocam de maneira diferente dentro do prisma e a luz é decomposta. Esse fenômeno é chamado dispersão.

40 20

Gilberto Alicio

0 400

500

600 700 Comprimento de onda (nanômetros)

Gráfico elaborado com base em: RAVEN, P. H.; EVERT, R. F.; EICHHORN, S. E. Biologia vegetal. 6. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2001. p. 129.

Por que os vegetais são verdes? Os comprimentos de onda que se referem principalmente à cor verde não são absorvidos pela clorofila, mas refletidos por ela. Geralmente, a clorofila concentra-se nas folhas ou em partes mais jovens da planta e, por isso, observamos a cor verde, carac terística dessas partes vegetais. Studio Caparroz

Quando a luz atravessa um componente, determinados comprimentos de onda são refletidos, outros são absorvidos e transmitidos. No caso ao lado, os comprimentos de onda que perfazem a cor laranja são transmitidos ou refletidos, e os outros comprimentos de onda que compõem a luz branca são absorvidos. O mesmo ocorre com o verde nas folhas. Ilustração produzida com base em: RAVEN, P. H.; EVERT, R. F.; EICHHORN, S. E. Biologia vegetal. 6. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2001. p. 128.

Existem diferentes moléculas de clorofila.* A clorofila a ocorre nos organismos fotossintetizantes eucariontes e nas cianobactérias e é essencial para a realização da fotossíntese. Ela representa 3/4 do conteúdo total de clorofilas.

*Veja mais informações sobre esse assunto nas Orientações para o professor. Citologia

g18_ftd_lt_1nob_u2_c8_132a139.indd 137

137

31/5/16 6:02 PM


Física Encontro com...

Luz e comprimento de onda Durante o século XVII, a natureza da luz foi alvo de intensos debates. Em 1672, o inglês Isaac Newton (1642-1727) sugeriu que a luz correspondia a um fluxo de diferentes partículas. Em 1678, o holandês Christiaan Huygens (1629-1695) propôs que a luz se comportava como uma onda. No entanto, somente no século XXI, após estudos sobre fenômenos elétricos e magnéticos, o escocês James Clerk Maxwell (1831-1879) percebeu que, em se tratando de propagação, a luz é uma onda eletromagnética. Para o ser humano, a luz visível possui comprimento de onda entre 750 e 380 nanômetros, uma pequena parcela do espectro eletromagnético. Observe. luz visível comprimento 700 de onda (nm)

600

550

500

450

400 Renan Fonseca

650

104

106

108

ondas de rádio

comprimento de onda (m)

104

102

1010

micro-ondas

100

10-2

1012

1014

infravermelho

10-4

1016

UV

10-6

10-8

1018

1020

1022

raios X

10-10

1024

Luciane Mori

frequência (Hz)

raios gama

10-12

10-14

10-16

Ilustrações produzidas com base em: HALLIDAY, D.; RESNICK, R. WALKER, J. Fundamentos de Física: Óptica e Física moderna. 9. ed. Rio de Janeiro: LTC, 2012. v. 4. p. 2.

Etapas da fotossíntese As diversas reações químicas que ocorrem durante a fotossíntese são divididas em duas etapas. Uma delas ocorre na membrana dos tilacoides e é chamada etapa fotoquímica ou fase clara, pois essas reações químicas dependem da luz. A outra etapa ocorre no estroma do tilacoide e é conhecida como etapa química ou fase escura, pois não depende diretamente da luz solar.

Etapa fotoquímica

2H 2O

Membrana externa do cloroplasto

4e – + 4H + + O 2

Os elétrons são capturados por moléculas de NADP +, produzindo NADPH. Os átomos de hidrogênio e a energia capturada da luz solar propiciam condições para que uma enzima, chamada ATP-sintase, produza ATP a partir da molécula de ADP.

138

Reações na membrana do tilacoide

A7 Studio

A fotólise ocorrida em cada molécula é representada por: H 2O 2e – + 2H++ 1/2O 2.

Essa etapa se inicia com a transferência da energia luminosa para a molécula de clorofila. Simultaneamente, ocorre a fotólise da água, que é a quebra da molécula de água dependente da luz. Essa reação libera gás oxigênio (O2), átomos de hidrogênio (H+) e elétrons (e –).

Membrana interna do cloroplasto


Biologia e Cultura

A utilização do amido pelos povos indígenas Unidade 2

Como vimos na equação química da fotossíntese, além do gás oxigênio, a glicose também é um dos produtos desse processo. No entanto, ela não permanece livre por muito tempo no meio celular, sendo rapidamente convertida em sacarose (a principal forma de transporte de açúcares) ou em amido (a principal forma de estocagem de carboidratos em vegetais). As raízes tuberosas, como a mandioca, possuem grandes estoques de amido e são importantes fontes de energia na alimentação. A mandioca, ou maniwa, como é chamada por alguns povos indígenas, é um dos mais importantes alimentos desses povos, os quais cultivam as diferentes variedades da espécie. Em virtude disso, muitas lendas foram criadas acerca de sua origem. Sergio Ranalli/Pulsar

Na cultura tupi-guarani, a mandioca nasceu da sepultura da menina Mani, a qual é fruto da gravidez de uma virgem. A criança morreu misteriosamente com pouco tempo de vida e, no local onde ela foi enterrada, nasceu uma planta exuberante, com raízes grossas e saborosas. Assim, a planta foi batizada de “manioca”, que significa “casa de Mani”. Um dos pratos típicos de festas nas tribos indígenas é a maniçoba. Produzido à base de folhas de mandioca e animais caçados, esse prato é mantido em cozimento por vários dias. O beiju de tapioca é outro exemplo de prato indígena feito a partir da farinha de mandioca e consumido em várias regiões do Brasil. Mulher indígena do povo Kalapalo preparando beiju.

Etapa química Reações no estroma do cloroplasto

energia luminosa

Ilustração produzida com base em: RAVEN, P. H.; EVERT, R. F.; EICHHORN, S. E. Biologia vegetal. 6. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2001. p. 132.

O ATP e o NADPH produzidos na etapa fotoquímica são utilizados para fixar e reduzir o carbono disponível na forma de gás carbônico (CO2) e sintetizar carboidratos (sacarose, amido) a partir dele. A sequência de reações químicas que ocorre nessa etapa recebe o nome de Ciclo das pentoses ou Ciclo de Calvin-Benson, em homenagem aos seus descobridores: o bioquímico estadunidense Melvin Calvin (1911-1997), que em 1961 recebeu o prêmio Nobel de Química pela explicação desse ciclo, e o bioquímico estadunidense Andrew Benson (1917-2015).

Citologia

g18_ftd_lt_1nob_u2_c8_132a139.indd 139

139

1/6/16 3:37 PM


Oficina de Biologia Um dos produtos da fotossíntese pode permanecer no interior da folha vegetal. Para verificar o que ocorre nessa situação, realize a atividade a seguir.

Materiais

• 250 mL de água • 6 folhas de espinafre (ou rúcula)

• bicarbonato de sódio • 3 canudos plásticos

• detergente líquido incolor • Iuminária • cronômetro • 1 seringa com capacidade

• 2 copos plásticos transpa-

rentes de 50 mL de capacidade

• 1 recipiente plástico com

de 30 mL a 65 mL

300 mL de capacidade

largos

Mãos à obra A

Com os canudos plásticos, corte 20 discos nas folhas de espinafre.

B

Coloque 250 mL de água no recipiente plástico. Adicione aproximadamente 1,5 g de bicarbonato de sódio e mexa até dissolver. Pingue duas gotas de detergente na solução e mexa devagar.

C

Retire o êmbolo da seringa e coloque os discos de folhas de espinafre dentro dela. Em seguida, recoloque o êmbolo.

D

Coloque 20 mL da solução de bicarbonato de sódio e detergente na seringa. Os discos devem flutuar na solução.

E

Com a ponta da seringa voltada para cima, empurre o êmbolo lentamente para retirar as bolhas de ar. Tape a ponta da seringa com o dedo indicador e puxe o êmbolo para criar uma pressão negativa (vácuo). Ao puxá-lo, No procedimento E , o ar* as bolhas de ar irão se formar próximas aos discos de que existe no interior dos tecidos do vegetal é retirado. folhas. Mantenha-o nessa posição por 10 segundos.

F

Simultaneamente, solte o êmbolo e retire o dedo da ponta da seringa. Os discos começarão a afundar.

dio stú aE

Marque 15 minutos no cronômetro e observe, a cada três minutos, o que ocorre com os discos de folhas em cada copo. Anote os resultados no caderno. Após esse tempo, compare os discos de folhas dos dois copos.

am

I

or

Coloque um dos copos dentro de um armário, para que não receba iluminação, e o outro, a cerca de 20 cm de distância da luminária.

nh

H

se

Remova o êmbolo da seringa e despeje metade da solução em cada copo plástico e 10 discos de folha em cada um. Todos os discos devem afundar.

De

G

E

*Mistura de gás oxigênio e gás carbônico.

Para pensar Veja as respostas das questões desta seção nas Orientações para o professor.

1. O que aconteceu com os discos vegetais após a realização do

O detergente permite que a solução de bicarbonato de sódio entre nas folhas.

procedimento I? Por quê?

2. Qual é a importância de se realizar o procedimento E? 3. Nessa atividade a fonte de carbono para a realização da fotossíntese são os íons formados pela adição de bicarbonato de sódio. Em um ambiente terrestre, qual seria a fonte de carbono para esse processo?

140

Caso alguns discos de folhas permaneçam flutuando, repita a etapa E mais uma ou duas vezes.


Quimiossíntese

Alfred Pasieka/SPL/Latinstock

Entre as moléculas inorgânicas que esses organismos utilizam como fonte de energia, podemos citar: sulfeto de hidrogênio (H 2S), enxofre elementar (S), amônia (NH 3), íons nitrito (NO 2– ), gás hidrogênio (H 2), íons de ferro (Fe 2+) e monóxido de carbono (CO). As bactérias que oxidam o sulfeto de hidrogênio são chamadas sulfobactérias, tais como a Beggiatoa sp. Essas bactérias reduzem moléculas de sulfeto de hidrogênio na presença de gás oxigênio, formando água, enxofre e liberando energia química na forma de ATP, a qual será utilizada para a produção de carboidratos. 2H 2S + O 2

Unidade 2

Como você já estudou no capítulo 2, a quimiossíntese é um processo que consiste na utilização de moléculas inorgânicas como fonte de energia. Os organismos que realizam esse processo são chamados quimioautotróficos, sendo a grande maioria bactérias.

Sulfobactérias do gênero Thiocystis sp. (aumento aproximado de 6 000 vezes).

2H 2O + 2S + energia

As bactérias que oxidam compostos de ferro, como os íons ferro (Fe2+), são conhecidas como ferrobactérias, como é o caso da Thiobacillus ferrooxidans. Apesar das diferenças nas fontes inorgânicas, assim como os fotoautotróficos, os quimioautotróficos utilizam o gás carbônico (CO 2) como fonte de carbono para a produção de moléculas orgânicas energéticas, tais como os carboidratos.

Biologia e Ambiente Quimiossíntese em bactérias e os benefícios para as plantas As Nitrosomonas e Nitrobacter, bactérias que vivem no solo, são chamadas nitrobactérias. Elas realizam quimiossíntese a partir dos compostos nitrogenados. As Nitrosomonas metabolizam o íon amônio (NH+4) em íon nitrito (NO2–). Veja: 2NO 2– + 4H + + 2H 2O + energia

As Nitrobacter, por sua vez, oxidam os íons nitrito em íon nitrato (NO3–). Veja: 2NH 2– + O 2

2NO 3– + energia

O nitrato é um dos principais compostos utilizados pelas plantas para obtenção de nitrogênio. Esse composto, após ser absorvido pelas raízes das plantas, disponibiliza o nitrogênio que será incorporado ao metabolismo vegetal. O nitrogênio é necessário para a síntese de moléculas essenciais ao desenvolvimento da planta, como as proteínas e os ácidos nucleicos.

Plantação de milho. Os compostos nitrogenados auxiliam a aumentar a produtividade das culturas. Zeljko Radojko/Shutterstock.com

NH +4 + 3O 2

Os chamados fertilizantes nitrogenados possuem nitrato em sua composição. Apesar de serem importantes para o desenvolvimento dos vegetais, seu uso indiscriminado pode afetar o ambiente, pois o excesso é levado pelas águas da chuva para rios e represas, poluindo-os. Citologia

141


Respiração celular Como já estudamos, a energia da luz solar é absorvida por meio da fotossíntese e parte dela é armazenada nas células vegetais na forma de amido e açúcares. A energia contida nesses carboidratos é utilizada pelos seres vivos para o seu desenvolvimento e manutenção. Para que essa energia seja liberada, as ligações químicas que formam os carboidratos são quebradas para obtenção de moléculas de glicose (C 6 H12O 6); essas moléculas atravessam a membrana plasmática das células, passam pelo processo da respiração e liberam energia. A respiração celular ocorre quando a glicose é utilizada como fonte de energia na presença de gás oxigênio (reação química aeróbia). Quando a molécula de glicose é oxidada apenas parcialmente, sem o uso de oxigênio (reação anaeróbia), ocorre o processo de fermentação. Nesse caso, o saldo energético obtido é menor se comparado à respiração celular, na qual a glicose é oxidada por completo até produzir gás carbônico. Mitsuhiko Imamori/Minden Pictures/Latinstock

A respiração celular pode ser resumida pela seguinte equação química:

C 6 H12O 6 + O2

6CO 2 + 6H 2O + energia

Essa equação química indica que uma molécula de glicose (C 6 H12O 6) é oxidada, resultando em seis moléculas de gás carbônico (CO 2), seis moléculas de água (H 2O) e energia. Basicamente, os processos energéticos podem ser resumidos da seguinte maneira: A bioluminescência produzida pelos vaga-lumes utiliza energia liberada durante a quebra de moléculas de ATP, sintetizadas na respiração celular. Ser vivo adulto

3. Autotróficos são organismos que produzem o seu próprio alimento, como os vegetais, as algas e as cianobactérias. Heterotróficos são organismos que obtêm energia a partir de moléculas orgânicas altamente energéticas da dieta. São exemplos de organismos heterotróficos os fungos, os protozoários e todos os animais. 4. Carboidratos (sacarose e amido). 3. O que são organismos autotróficos? E heterotróficos? Cite um exemplo de cada um. 4. Que tipo de nutriente é produzido durante a fotossíntese?

Relação entre os processos energéticos celulares O alimento sintetizado durante a fotossíntese pode ser metabolizado em condições aeróbias ou anaeróbias. A energia produzida nesses processos é armazenada em moléculas de ATP e pode ser utilizada em todos os processos celulares que demandam energia. AUTÓTROFOS Sol

Fotossíntese

Energia solar

Energia química armazenada Alimento

AUTÓTROFOS E HETERÓTROFOS Aeróbio

Anaeróbio

Glicólise

Glicólise

Respiração celular

Reação(ões) de fermentação

Energia produzida

Energia produzida

Somma Studio

Vaga-lume: de 0,5 cm a 3 cm de comprimento.

142

g18_ftd_lt_1nob_u2_c8_140a151.indd 142

31/5/16 4:59 PM


Etapas da respiração celular

cristas mitocondriais

presença de O 2

membrana interna

cadeia respiratória

ausência de O 2

membrana externa

ciclo de krebs

glicólise piruvato

A7 Estudio

glicose

Unidade 2

O processo da respiração celular inicia no citosol das células e termina no interior da mitocôndria. Ele pode ser dividido em três etapas: glicólise, ciclo de Krebs e cadeia respiratória. A glicólise ocorre no citosol da célula, o ciclo de Krebs na matriz mitocondrial e a cadeia respiratória nas cristas mitocondriais.

reação fermentação

intermembranas

matriz mitocondrial

Glicólise A glicólise (do grego, glykos significa açúcar; lysis, quebra) é uma etapa anaeróbia da respiração celular, pois não há consumo de oxigênio. Essa etapa é comum entre a respiração celular e a fermentação, e é nela que a glicose começa a ser quebrada. No citoplasma, a glicose sofre uma sequência de reações químicas nas quais uma molécula de glicose (C 6 H12O 6) forma duas moléculas de piruvato, ou ácido pirúvico, (C 3 H 4O 3). Ao longo da glicólise, duas moléculas de ATP são consumidas enquanto quatro são produzidas; duas moléculas de NAD+ são reduzidas à NADH; há liberação de duas moléculas de água com dois íons hidrogênio.

Ilustrações produzidas com base em: RAVEN, P. H.; EVERT, R. F.; EICHHORN, S. E. Biologia vegetal. 6. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2001. p. 110-111.

Veja, a seguir, um esquema simplificado de como ocorre a glicólise.

Resumo da glicólise

+

H + +

NAD

ATP

H 2O

ADP

ATP

ADP

Ácido pirúvico

Glicose

ATP

Ácido pirúvico

ADP +

NAD

Somma Studio

ATP

ADP NADH

NADH + + H

ADP

ATP

H 2O

ADP

ATP

Citologia

143


Ciclo de Krebs Após ser produzido na glicólise, o piruvato atravessa as membranas da mitocôndria e entra na matriz mitocondrial. Ali, é oxidado em uma molécula de dois carbonos, a acetil-CoA, que será incorporada ao intermediário oxaloacetato para ingressar efetivamente no ciclo de Krebs.

Resumo do ciclo de Krebs +

NAD

NADH + H

+

Ao longo do ciclo de Krebs, a acetil-CoA é oxidada a uma molécula de oxaloacetato regenerada, o que permite novamente sua utilização e caracteriza um ciclo. Além disso, nele, uma série de moléculas são consumidas e liberadas. Veja ao lado um resumo de como isso ocorre.

CO2

Acetil Coa 4 + NADH + H carbonos +

NAD

H2 O 6 carbonos

4 carbonos

Ciclo de Krebs

Somma Studio

H2 O

+

NAD

+

5 carbonos

FADH 2 FAD

NADH + H

CO2

4 carbonos

4 carbonos

H2 O

O nome ciclo de Krebs é uma homenagem ao biólogo e médico Sir Hans Krebs (1900-1981), que, em 1953, recebeu um prêmio Nobel pela descoberta dessa via. Ele também é chamado de ciclo do ácido cítrico, molécula formada no início dessa etapa.

CO2 +

ATP

ADP

4 carbonos

NAD NADH + H

+

Cadeia respiratória Uma parte da energia proveniente da quebra da glicose é utilizada na formação de moléculas de ATP; a outra parte encontra-se nos elétrons retirados dos átomos de carbono, acoplados nos carreadores NAD e FAD (NADH e FADH2) produzidos durante a glicólise e o ciclo de Krebs.

Ilustrações produzidas com base em: RAVEN, P. H.; EVERT, R. F.; EICHHORN, S. E. Biologia vegetal. 6. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2001. p. 112, 118.

Na etapa da cadeia respiratória, também conhecida como fosforilação oxidativa, esses elétrons são transferidos para o oxigênio por uma série de transportadores presentes nas membranas da crista mitocondrial. Veja a seguir.

Resumo da cadeia respiratória 1

Moléculas de NADH e FADH 2 transferem os elétrons para um complexo transportador presente na membrana da crista mitocondrial.

2

Esses elétrons são transferidos entre complexos e moléculas transportadoras, gerando íons H+, que são bombeados da matriz mitocondrial para o espaço intermembranas.

3

O acúmulo de íons H+ na intermembrana causa um desequilíbrio entre esse espaço e a matriz. Esse desequilíbrio promove o retorno dos íons à matriz através de um complexo de proteínas formadoras de ATP, chamado de ATP sintase. Durante sua passagem, os íons H+ fornecem energia ao complexo para a síntese de ATP.

A7 Estudio

intermembranas

complexo transportador

matriz mitocondrial ATP sintase

144

g18_ftd_lt_1nob_u2_c8_140a151.indd 144

31/5/16 5:12 PM


Após estudar as etapas da respiração celular, é possível realizar um balanço da quantidade de moléculas de ATP produzidas durante todo o processo. Observe.

Auxilie os alunos a visualizarem o balanço energético de cada etapa separadamente.

Glicólise

Ciclo de Krebs

Cadeia respiratória

Total

Nesta etapa, são produzidas quatro moléculas de ATP e duas moléculas de NADH. Como são utilizadas duas moléculas de ATP para oxidar a glicose em piruvato, o saldo final da glicólise é de duas moléculas de ATP.

Duas moléculas de NADH são produzidas durante a oxidação das duas moléculas de piruvato a acetil-CoA. Ao final do ciclo de Krebs são formadas duas moléculas de ATP, seis moléculas de NADH e duas moléculas de FADH 2.

Todos os cofatores produzidos durante a glicólise e o ciclo de Krebs (NAD e FAD) são utilizados na cadeia respiratória para a produção de ATP. Como cada molécula de NADH tem energia para sintetizar três moléculas de ATP, e cada molécula de FADH 2 tem energia para sintetizar duas moléculas de ATP, o saldo total da cadeia respiratória é de 32 ATPs.

Dessa maneira são formadas 38 moléculas de ATP a partir de uma molécula de glicose.

2 ATP

2 ATP

32 ATP

Unidade 2

Balanço energético da respiração celular

38 ATP

O saldo da respiração celular nas células eucarióticas é de 36 moléculas de ATP. Esse número é obtido ao se subtrair duas moléculas de ATP utilizadas para transportar as duas moléculas de NADH produzidas no citosol da mitocôndria durante a glicólise para o interior da mitocôndria. Já nas células procarióticas, o saldo é de 38 moléculas de ATP, pois nessas células não há mitocôndrias.

A fermentação é realizada por seres vivos anaeróbios, mas também pode ser uma alternativa de energia para organismos aeróbios, em situações nas quais o gás oxigênio está ausente ou em níveis reduzidos. O saldo energético da fermentação é bem menor do que o da respiração celular, que é de dois ATPs, pois, nesse processo, a molécula de glicose não sofre oxidação total. Assim como ocorre na respiração celular, esse processo se inicia com a glicólise, que oxida a molécula de glicose até piruvato. Porém, na ausência de gás oxigênio como receptor dos elétrons, o piruvato não entra na mitocôndria e o NAD se torna o aceptor final, sendo reoxidado de NADH para NAD+. Quando isso ocorre, o piruvato é reduzido a ácido láctico ou lactato. Esse processo é chamado fermentação lática. Outro tipo de fermentação ocorre em leveduras e em algumas células vegetais. Enzimas presentes nessas células retiram dióxido de carbono do piruvato reduzindo-o à acetaldeído, que, em seguida, é reduzido pelo NADH e produz NAD+ e etanol. Esse processo é chamado fermentação alcoólica. Esses processos de fermentação são utilizados em indústrias na produção de diversos produtos, como o queijo produzido a partir da fermentação lática; e a cerveja e o vinho, resultantes da fermentação alcoólica realizada por leveduras.

Se julgar necessário, reforce para os alunos que na quebra da glicose dois piruvatos são formados, o que justifica a presença do número 2 diante das moléculas.

Fermentação lática Glicólise

2 ADP

+

2 Pi

2 ATP

Glicose

Reações de fermentação

2 NAD

2 NADH

+

+

2H

+

2 Piruvato

2 Lactato

Fermentação alcoólica Glicólise

2 ADP

+

2 Pi

2 ATP

Glicose

Reações de fermentação 2 Etanol

2 NAD

+

2 NADH

+

2H

+

2 Piruvato CO2 CO2

2 Acetaldeído

Ilustrações produzidas com base em: PURVES, Willian K. et al. Vida: a ciência da Biologia. 6. ed. Porto Alegre: Artmed, 2002. p. 129-130.

Citologia

g18_ftd_lt_1nob_u2_c8_140a151.indd 145

Ilustrações: Somma Studio

Fermentação

145

2/6/16 4:33 PM


Biologia e Saúde

Fermentação lática no corpo humano

Fernando Favoretto/Criar Imagem

A prática de atividades físicas é importante para a saúde do corpo humano e demanda alto consumo de energia, que é produzida durante a respiração celular. Mas, se uma atividade física for muito exaustiva, o gás oxigênio pode ser insuficiente para a respiração celular e, com isso, as células começam a obter energia a partir da fermentação lática. Esse processo gera um acúmulo de ácido lático nas células musculares, que, em excesso, causa dores e incômodo.

A relação entre respiração e fotossíntese nas plantas Observe o gráfico e leia o texto que apresentam dados relativos à fotossíntese e à os alunos na interpretação do gráfico. Veja mais informações respiração celular de um determinado vegetal. Auxilie sobre esse assunto nas Orientações para o professor. 1 A quantidade de luz absorvida não é suficiente para a realização da fotossíntese, pois o vegetal está no escuro. Dessa maneira, a assimilação de gás carbônico é menor do que a sua produção pela respiração celular, por isso o valor é negativo. 2 Conforme ocorre o aumento da luz absorvida, ou seja, conforme o vegetal recebe mais luz, a assimilação do CO 2 pelo processo de fotossíntese também aumenta.

Em determinado momento, a assimilação de CO2 pela fotossíntese e sua produção por meio da respiração se igualam. Este é o ponto de compensação fótico.

Resposta fotossintética à luz em um vegetal 25 Assimilação fotossintética de CO2 ( mol m-2 s-1)

Encontro com...

Matemática

Os exercícios e alongamentos ajudam a evitar o acúmulo de ácido lático nos músculos. Eles devem ser realizados antes e após a prática de uma atividade física, sempre com orientação de um profissional da área.

20 3

15 10

ponto de compensação fótico

5 0 -5

2

1

Gilberto Alicio

0 3 A intensidade de luz continua a aumentar, assim 0 200 400 600 800 1000 como a assimilação de CO 2 pela fotossíntese. Luz absorvida ( mol m-2 s-1) Em determinado ponto a intensidade luminosa não interfere mais na taxa de fotossíntese, Fonte: TAIZ, L.; ZEIGER E. Fisiologia vegetal. 3. ed. Porto Alegre: Artmed, 2004. p. 206. fato observado pela drástica redução da assimilação de CO 2. Isso ocorre porque as moléculas que fazem parte da fotossíntese estão no máximo de sua ação.

Por meio desse gráfico, é possível concluir que a luz afeta diretamente a capacidade da realização da fotossíntese pelo vegetal. Durante o dia, ele produz mais gás oxigênio do que consome, e consome mais gás carbônico do que produz. Em períodos noturnos, ou seja, na ausência de luz, o vegetal consome mais gás oxigênio do que o produz, e, consequentemente, libera mais gás carbônico do que consome.

146


Atividades

Responda as atividades no caderno.

Veja as respostas das questões desta seção nas Orientações para o professor. Unidade 2

1. O que é ATP, NAD, NADP e FAD? Qual é a importância dessas moléculas para a célula? 2. Sobre a fotossíntese, responda às questões a seguir. a ) Quais são suas etapas?

b ) Quais são seus produtos finais?

c ) Qual é a sua importância para a planta?

d ) Escreva, no caderno, a equação química geral da fotossíntese.

e ) Qual é o papel da clorofila?

3. Sobre a respiração celular, responda às questões abaixo. a ) Quais são suas etapas? b ) Quais são seus produtos finais? c ) Qual é a importância desse processo para a célula? d ) Escreva, no caderno, a equação química geral da respiração celular.

4. A fermentação também é conhecida como glicólise anaeróbia. Por que ela recebe essa denominação?

5. Qual é o rendimento de ATP da respiração e da fermentação? Explique o porquê dessa diferença.

6. O que é quimiossíntese? Dê um exemplo. 7. O músculo precisa de energia para contrair e essa energia é fornecida pelo ATP. Durante uma atividade física, o fluxo sanguíneo do corpo humano aumenta e, consequentemente, a disponibilidade de gás oxigênio também, favorecendo a produção de ATP na respiração celular. No entanto, quando há um esforço muscular intenso, o gás oxigênio disponível não é capaz de suprir o músculo, surgindo sintomas como forte dor momentânea. a ) Explique como a célula muscular gera ATP mesmo sem gás oxigênio. b ) O que causa os sintomas descritos acima?

8. Em determinados momentos do dia, a taxa de consumo de oxigênio pelas plantas excede a de sua produção. Apesar disso, esse consumo é extremamente pequeno, se comparado ao do ser humano. Mesmo assim, algumas pessoas acreditam que não se pode dormir com plantas no quarto porque isso causa sufocamento e dores de cabeça. Esse pensamento apresenta algum fundamento? Explique.

9. O crescimento de ervas daninhas em plantações gera um problema para a agricultura, pois elas crescem e se reproduzem em condições semelhantes às das plantas cultivadas, diminuindo a produção na lavoura. Para solucionar esse problema, os agricultores utiliFotosearch/AGB Photo Library zam os chamados herbicidas que são capa zes de matar essas plantas indesejáveis. Alguns desses compostos químicos agem bloqueando a fosforilação oxidativa. Com base nessas informações e em seus conhecimentos, responda às questões a seguir. a ) Explique qual é a consequência desse bloqueio para a célula vegetal. b ) O bloqueio da fosforilação oxidativa pelo herbicida também pode gerar consequências para as células animais? Por quê? Citologia

g18_ftd_lt_1nob_u2_c8_140a151.indd 147

147

31/5/16 5:16 PM


10. Observe a ilustração a seguir e responda às questões propostas. a ) Em qual estrutura indicada ao lado ocorre a etapa fotoquímica da fotossíntese? b ) Qual é o nome da estrutura indicada em C?

A C

c ) Qual é o nome da região indicada em B? Qual etapa da fotossíntese ocorre nela?

A7

B

Es

t ud

io

Ilustração produzida com base em: RAVEN, P. H.; EVERT, R. F.; EICHHORN, S. E. Biologia vegetal. 6. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2001. p. 130.

11. Leia o trecho da reportagem a seguir. [...] Pesquisadores da Petrobras e da Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ) desenvolveram uma tecnologia para a obtenção de etanol a partir do bagaço da cana-de-açúcar [...]. [...] A tecnologia utiliza matérias-primas que contêm lignocelulose, presente em qualquer fibra vegetal, para obter bioetanol – nome técnico do álcool produzido a partir de resíduos vegetais. O etanol convencional é produzido a partir da fermentação do caldo de cana, e não da biomassa propriamente dita [...]. [...] A celulose e a hemicelulose são polímeros constituídos de açúcares e a lignina é um composto que protege essas substâncias de microrganismos e dá resistência à fibra [...]. [...] Para se fabricar etanol a partir da lignocelulose, o bagaço da cana é prensado dentro de um reator e submetido a uma solução ácida que quebra a estrutura da fibra. No processo, a hemicelulose é decomposta em açúcares que ficam em um resíduo líquido. Este passa por uma etapa de fermentação, em que microrganismos usam os açúcares para produzir o bioetanol [...]. BEZERRA, Fabiola. Bagaço da cana também produz álcool. Ciência Hoje, 12 dez. 2007. Especiais – meio ambiente em foco.Disponível em: <http://cienciahoje.uol.com.br/especiais/meio-ambiente-emfoco/bagaco-da-cana-tambem-produz-alcool>. Acesso em: 8 mar. 2016.

a ) Com base nesse texto e em seus conhecimentos, descreva o processo de fermentação alcoólica. b ) O processo de fermentação é utilizado na produção de vários alimentos. Cite um exemplo de alimento produzido a partir da fermentação.

12. Copie as frases a seguir no caderno, substituindo o símbolo ( ) pelo termo correspondente, localizado no quadro abaixo. matriz mitocondrial

fotoautotróficos

ciclo de Calvin

glicólise

estroma do cloroplasto

fermentação lática

ciclo de Krebs

quimioautotróficos

a ) Os organismos capazes de obter energia por meio da oxidação de compostos inorgânicos encontrados no ambiente são chamados ( ). b ) O ( ) ocorre no ( ) e é responsável pela fixação do gás carbônico (CO 2). c ) Na ( ), o piruvato (C 3 H 4O 3) é convertido a lactato (C 3 H 6 O 3). d ) Os organismos capazes de obter energia por meio da luz solar são chamados ( ). e ) O ( ) ocorre na ( ) e é responsável pela oxidação da acetil-CoA a gás carbônico (CO 2). f ) O conjunto de reações químicas que ocorrem no citosol da célula e consiste na conversão da glicose (C 6 H12 O 6) a piruvato (C 3 H 4O 3) recebe o nome de ( ).

148

g18_ftd_lt_1nob_u2_c8_140a151.indd 148

31/5/16 5:24 PM


13. (UFRN) Diariamente, gastamos energia em tudo o que fazemos – correndo, nadando, dançando, caminhando, pensando e até dormindo. Sobre o processo de obtenção da energia que utilizamos para essas e outras atividades, é correto afirmar: Unidade 2

a ) O dióxido de carbono e a água se originam durante a glicólise, etapa que ocorre no citoplasma da célula. b ) Na respiração celular, o oxigênio e a glicose são utilizados para a produção de ADP pelas células do corpo. c ) A glicose utilizada na respiração celular provém da digestão dos carboidratos pelo sistema digestório. d ) Nesse processo metabólico, o gás carbônico é gerado em menor quantidade quando a produção de energia é elevada.

14. (PUCPR) Analise o esquema ao lado que

H2O

representa a fotossíntese realizada por organismos autótrofos. A fotossíntese alimenta direta ou indiretamente a maior parte das formas de vida sobre a Terra. Sobre o processo de fotossíntese, é correto afirmar:

Luz

a ) Na fase do escuro ou fotólise da água, h á p r o d u ç ã o d e AT P e NADPH 2, que serão utilizados na fase de claro (ciclo das pentoses).

Fase de claro

ADP

ATP

CO2

Fase de escuro

Glicose

NADPH2 Poliana Garcia

O2

NADP

b ) Tanto a fotossíntese como a respiração envolvem reações de redox. Na fotossíntese, o CO 2 é quebrado e os elétrons são transferidos junto com os íons hidrogênio para a água e glicose. c ) No ciclo de Calvin, ocorre a fixação do carbono. O poder redutor do NADPH 2 propicia a formação de ATP produzidos na fase escura. d ) O oxigênio resultante do processo de fotossíntese deriva da água (fotólise da água) e não do gás carbônico. e ) Existe relação entre a fase do claro e do escuro, o O 2 e o ATP produzidos na fase de claro são utilizados na fase do escuro para produzir glicose e energia.

15. (UFMG) Na rua da Bahia, em Belo Horizonte, foi observada uma casa com um abacateiro. Em seus grandes galhos cresciam musgos, samambaias e fungos. Considerando esses seres vivos é correto afirmar que todos eles a ) alternam, ao longo do dia, os processos de fotossíntese e respiração. b ) liberam gás carbônico no processo de respiração. c ) obtêm do gás oxigênio a energia necessária para sobreviver. d ) realizam a fotossíntese na presença de luz.

Refletindo sobre o capítulo

Veja as respostas das questões desta seção nas Orientações para o professor.

A Retome as respostas que você deu às questões da página 132 e complemente-as, se necessário. B Observe as reações do ciclo de Krebs e a cadeia respiratória na página 144. Essas etapas estão presentes no processo de fermentação? Por quê? C Observe o saldo de ATPs na página 145. Quantas moléculas de glicose são necessárias na fermentação para obter o mesmo saldo de ATPs que na respiração celular de um organismo eucarionte? Explique.

Citologia

149


Explorando o tema

Clonagem

*Informe aos alunos que as células dos seres vivos podem ser reprodutivas ou somáticas. As células reprodutivas (gametas) estão envolvidas no processo de reprodução, como o óvulo e o espermatozoide. Já as células somáticas abrangem A clonagem pode ser definida como o mecanismo que permite a formação de todos os demais tipos celulares que compõem células ou indivíduos geneticamente idênticos, ou seja, cópias com o mesmo mateo organismo. Nos seres rial genético. humanos, as células reprodutivas possuem Durante muito tempo, a clonagem de mamíferos foi uma barreira intransponível pela 23 cromossomos e as somáticas, ciência. Até que, em 1997, uma notícia surpreendeu o mundo: o primeiro mamífero − 46 cromossomos. uma ovelha − havia sido clonado a partir de células somáticas* de um animal adulto. O

clone, que recebeu o nome de Dolly, foi produzido em um laboratório na Escócia a partir de células mamárias de uma ovelha adulta. A técnica mais comum de clonagem, usada na criação de Dolly, é conhecida como transferência nuclear e está representada no esquema a seguir.

Clonagem por transferência nuclear

Jam

es Ki

n g- H o m e s / S P L / L a t i n s

toc

k

2

1

O núcleo da célula reprodutiva (óvulo) é retirado.

2

O núcleo da célula somática doadora é retirado e transferido à célula reprodutiva desnucleada.**

3

Ocorre a formação de um óvulo com as informações genéticas da célula somática doadora.

4

A célula formada é induzida a se multiplicar, formando um embrião, o qual é constituído por células geneticamente idênticas à célula somática doadora. 3

1 Ilustração produzida com base em: Genetic Science Learning Center at the University of Utah (Centro de Aprendizagem em Ciência Genética da Universidade de Utah). Disponível em: <http://learn.genetics.utah.edu/content/cloning/clonezone/>. Acesso em: 06 maio 2016.

Existem dois tipos básicos de clonagem, a reprodutiva e a terapêutica. Na clonagem reprodutiva, o embrião formado no processo descrito acima é implantado no útero de um animal da mesma *** Caso ocorra a gestação, espécie ou de espécie semelhante. o embrião vai originar outro indivíduo, geneticamente idêntico ao doador do núcleo somático, ou seja, um clone. Já na clonagem terapêutica, o embrião formado pela transferência nuclear não é implantado no útero de outro animal, mas mantido em laboratório para multiplicação celular. Nesse tipo de clonagem, não há a formação de um novo indivíduo, mas de células geneticamente idênticas ao doador do núcleo somático. Essas células podem ser utilizadas para diversos fins, como formação de tecidos, órgãos e células-tronco embrionárias.**** Transferência de núcleo da célula somática doadora para o óvulo de um rato (célula reprodutiva). Aumento aproximado de 280 vezes.

150

4 Somma Studio

***Informe aos alunos que espécies semelhantes são utilizadas quando fêmeas da espécie em questão não estão disponíveis para gerar o embrião, como no caso de animais extintos. ****Se necessário, comente com os alunos que as células-tronco embrionárias são um tipo celular indiferenciado, encontrado nas fases iniciais de desenvolvimento dos seres vivos. Elas são capazes de formar todos os 216 tipos de células encontradas no organismo adulto.

**É dessa etapa que provém o nome da técnica “clonagem por transferência nuclear”.


Unidade 2

A clonagem reprodutiva de humanos é proibida em todos os países do mundo. Já a clonagem terapêutica é proibida em alguns países e permitida em outros. No Brasil, pela Lei de Biossegurança (Lei n. 11.105/05), ambos os tipos de clonagem são proibidos, e a punição no caso de infração dessa lei é de dois a cinco anos de reclusão. Apesar disso, a clonagem de outros animais, principalmente bovinos, é uma prática relativamente comum. No entanto, a maioria dos animais clonados morre precocemente, indicando a necessidade de estudos mais aprofundados a respeito de sua viabilidade. Além da criação de bovinos, a comunidade científica estuda usar a clonagem reprodutiva de animais silvestres ameaçados de extinção, e também de animais extintos, como os mamutes. Essa possibilidade surgiu quando, em 2003, nasceu um filhote clonado de bucardo (Capra pyrenaica pyrenaica), animal extinto desde o ano 2000. No entanto, esse filhote acabou morrendo minutos após o nascimento. A comunidade científica também tem focado seus esforços na clonagem terapêutica para o tratamento de doenças. A produção de células-tronco embrionárias, geneticamente idênticas ao doador da célula somática (paciente), possibilita o uso dessa técnica no tratamento de doenças, como distrofia muscular, doença de Parkinson, lesão medular, diabetes tipo I e até mesmo câncer. Isso é possível porque essas células-tronco podem ser induzidas a produzirem um tipo específico de célula ou de tecido que se encontra ausente ou danificado no paciente. Como as células clonadas possuem o mesmo material genético do paciente, as chances de o organismo rejeitar as novas células ou tecido é nula, o que elimina também a necessidade de encontrar doadores compatíveis. Isso foi comprovado, em 2012, quando Isabella Pippie Kruger, uma menina que aos três anos de idade teve 80% do seu corpo queimado, recebeu implantes de pele produzida a partir da clonagem de suas próprias células. Veja as respostas das questões desta seção nas Orientações para o professor.

a ) Diferencie clonagem reprodutiva de clonagem terapêutica.

b ) A clonagem de animais silvestres ameaçados de extinção poderia ser uma solução para evitar que as espécies fossem extintas? Justifique.

Digo Freitas

c ) Observe a tirinha abaixo e responda às questões a seguir.

FREITAS, Digo. Diário de ideias gráficas (quase) originais. Disponível em: <http://digofreitas.com/ hq/ml-33-clone/>. Acesso em: 25 fev. 2016.

• •Que tipo de clonagem é retratada na tirinha acima? • •Relacione a tirinha com o assunto tratado nesta seção. d ) Os gêmeos idênticos ou univitelinos são considerados clones naturais nos seres humanos, pois são formados a partir da divisão de um mesmo zigoto. No entanto, esses indivíduos não são exatamente iguais entre si, principalmente no comportamento. Como esse fato pode interferir na questão da realização de clonagem reprodutiva humana? Converse com os colegas. Citologia

151


unidade

Histologia animal

Pesquisadora de alimentos provando o primeiro hambúrguer produzido em laboratório, durante o evento de lançamento do produto em Londres, em 5 de agosto de 2013.

152


Toby Melville/Reuters/Latinstock

No ano de 2013, a notícia do primeiro hambúrguer criado em laboratório surpreendeu o mundo. Ele foi produzido por pesquisadores holandeses a partir de células do tecido muscular de um bovino adulto, por meio da cultura de tecidos. A cultura de tecidos foi desenvolvida pela primeira vez em 1907 e se caracteriza por ser uma técnica que permite a formação de diferentes tipos de tecido animal e vegetal em laboratório. O estudo dos tecidos é chamado Histologia. Nesta unidade, estudaremos a his­tologia dos animais, ou seja, a estrutura e função dos tecidos epitelial, muscular, conjuntivo e nervoso.

153


capítulo

ARCIMBOLDO, G. Vertumnus. 1590-1591. Óleo sobre tela, 68 cm × 56 cm. Castelo Skokloster, Suécia.

Tecido epitelial e tecido muscular

Giuseppe Arcimboldo. 1590-1591. Óleo sobre tela. 68 x 56 cm. Castelo Skokloster (Suécia)

Com o desenvolvimento e o aprimoramento das pesquisas científicas, descobriu-se que todas as formas de vida são formadas por unidades básicas, as células. Em diver­ sos seres vivos, essas unidades podem se organizar em tecidos com funções específicas, e o conjunto de tecidos pode formar órgãos, os quais compõem os sistemas do corpo humano. Esses conhecimentos nos auxiliam a compreender a organização e a fisiologia dos seres vivos do ponto de vista biológico, ou seja, como eles realmente são.

B) O principal tecido representado seria o tecido epitelial, pois ele reveste a superfície externa do corpo. C) Tanto as plantas quanto os seres humanos possuem uma constituição comum, pois são formados por células, tecidos e estruturas especializadas.

Na Arte, o modo de representação dos seres vivos não se limita necessariamente a sua visão biológica. Um exemplo de como isso ocorre pode ser percebido na pintura acima. Nela, o rosto de uma pessoa foi formado de frutos, verduras e flores; em vez de cabelos, músculos e pele. Essa pintura intitulada Vertumnus foi produzida pelo artista italiano Giuseppe Arcimboldo (1527-1593) em homenagem ao deus romano da vegetação e da transformação, e retrata o imperador austríaco Rodolfo II (1552-1612). A A pintura acima representa uma visão biológica ou artística do ser humano? uma visão artística, pois está apresentando o ser humano como Por quê? Representa sendo composto de frutas, flores e verduras, diferente da visão biológica, e não condiz com a realidade.

B Se a imagem de Rodolfo II fosse representada segundo uma visão biológica, qual seria o principal tecido do corpo que poderia ser representado na pintura? Justifique. C A partir do texto acima, o que as plantas e os seres humanos possuem em comum do ponto de vista biológico?

154

g18_ftd_lt_1nob_u3_c9_p152a169.indd 154

31/5/16 5:29 PM


Tecidos

Os tecidos são compostos, basicamente, por células especializadas e pela matriz extracelular, a qual é produzida pelas células e constituída por moléculas variadas. Tanto as células quanto a matriz extracelular atuam conjuntamente para o funcionamento adequado do tecido. Nos animais que possuem tecidos verdadeiros são reconhecidos quatro tipos de tecidos: o epitelial, o muscular, o conjuntivo e o nervoso.

Tecido epitelial

2. Não, pois a multicelularidade não é sinônimo de desenvolvimento de tecidos. Alguns animais, como os poríferos, apesar de serem multicelulares e apresentarem células especializadas em realizar determinadas funções, não possuem células semelhantes agrupadas desempenhando funções específicas.

O tecido epitelial, ou simplesmente epitélio, é observado revestindo a parte externa e as cavidades do corpo, e também pode ser encontrado na superfície interna de órgãos ocos e ductos, bem como formando unidades secretoras chamadas glândulas. Assim, pode ser relacionado à proteção, à absorção e à secreção de substâncias no organismo. Além disso, ao serem associadas ao sistema nervoso, as células epiteliais podem participar da percepção de estímulos sensoriais. As células desse tecido são poliédricas e justapostas, organizadas muito próximas umas às outras, resultando na formação de lâminas de células com pouco material extracelular. Praticamente todas as células epiteliais estão apoiadas em um tecido conjuntivo* e apresentam uma superfície livre, em contato com o meio externo ou com o interior da cavidade que revestem.

3. Qual é a importância da lâmina basal dos tecidos?

2. Todos os animais multicelulares são formados por tecidos? Justifique. 1. Não, pois tecido é um conjunto de células semelhantes com funções específicas e seres unicelulares são formados por apenas uma célula, a qual desempenha todas as funções.

Ilustrações produzidas com base em: ALBERTS, B. et al. Biologia molecular da célula. 5. ed. Porto Alegre: Artmed, 2010. p. 1164, 1171. GARTNER, L.P.; HIATT, J. L. Tratado de Histologia. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 1999. p. 65.

célula epitelial

Representação de tecido epitelial.

Studio Caparroz

Entre a camada de células epiteliais e o tecido conjuntivo existe a lâmina basal, produzida pelo próprio tecido epitelial. Ela é formada, basicamente, por uma rede de colágeno, glicoproteínas e proteoglicanos. A lâmina basal se prende ao tecido conjuntivo por fi bras de colágeno.

1. Organismos unicelulares podem apresentar tecidos? Justifique.

lâmina basal

fibra de colágeno

Essa lâmina é importante na sustentação da tecido camada de células epiteliais, auxilia na filtração de moléculas, na regulação da proliferação conjuntivo celular, na organização das membranas de células adjacentes, entre outras.

O tecido epitelial é avascular, isto é, não possui vasos sanguíneos e tem elevado suprimento nervoso. A ausência de vascularização faz com que o fornecimento de nutrientes e a retirada de resíduos do tecido epitelial sejam feitos pelos vasos sanguíneos do tecido conjuntivo, o qual também promove a adesão do tecido epitelial às estruturas subjacentes. De acordo com sua estrutura e função, o tecido epitelial pode ser classificado em epitélio de revestimento e epitélio glandular.** **Veja mais informações a respeito dessa classificação nas Orientações para o professor.

*Esse tecido será estudado no capítulo 10 deste volume. Se necessário, informe aos alunos que, nos epitélios que revestem as cavidades de órgãos ocos, essa camada de tecido conjuntivo recebe o nome de lâmina própria. Histologia animal

155

Unidade 3

O desenvolvimento das organelas e do núcleo celular, bem como a multicelularidade ou pluricelularidade, isto é, a presença de mais de uma célula em um ser vivo, foram essenciais para a grande diversificação das formas de vida na Terra. Essas células podem se organizar e formar, por exemplo, grupos de células semelhantes que executam atividades específicas no organismo, aos quais chamamos de tecidos.


Tecido epitelial de revestimento O tecido epitelial de revestimento, ou epitélio de revestimento, recobre a superfície externa do corpo ou reveste suas cavidades, e também pode participar da constituição de órgãos sensoriais, como os relacionados à audição, à visão e ao tato. Esse tipo de tecido pode ser classificado com base na quantidade de camadas de células e de acordo com a morfologia celular de sua camada mais superficial. Veja a classificação do tecido epitelial de revestimento com base na quantidade de camadas. Epitélio simples

Ilustrações produzidas com base em: TORTORA, G. J. Corpo humano: fundamentos de Anatomia e Fisiologia. 4. ed. Porto Alegre: Artmed, 2000. p. 66.

O tecido epitelial simples de revestimento é constituído de uma única camada de células. Normalmente, ele está relacionado a áreas de movimento ativo e passivo de moléculas, como no revestimento de vasos sanguíneos e intestino, por exemplo.

JUNQUEIRA, L. C.; CARNEIRO, J. Histologia básica. 10. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2004. p. 76.

Epitélio estratificado O tecido epitelial estratificado de revestimento é constituído de, pelo menos, duas camadas de células. Normalmente, ele atua na proteção de tecidos subjacentes. Pode ser encontrado, por exemplo, na epiderme, na boca, no esôfago e na bexiga urinária.

Epitélio pseudoestratificado O tecido epitelial pseudoestratificado de revestimento é constituído de uma única camada de células, embora aparente possuir mais de uma. Todas as suas células estão apoiadas na lâmina basal, mas nem todas alcançam a superfície. Aquelas que o fazem são ciliadas ou produzem muco. Esse tipo de tecido pode ser encontrado, por exemplo, no revestimento da traqueia e da cavidade nasal.

Agora, veja a classificação do tecido epitelial de revestimento de acordo com a morfologia celular. Epitélio pavimentoso (escamoso) O epitélio pavimentoso é formado por células achatadas que se unem umas às outras como ladrilhos. Se observado, por exemplo, no revestimento dos vasos sanguíneos e na epiderme, vemos que se trata de um epitélio pouco espesso.

Ilustrações: Studio Caparroz

Epitélio cúbico

156

O epitélio cúbico é formado por células em forma de cubo ou hexágono e produz diversas secreções. É encontrado, por exemplo, no revestimento externo de ovários e nas glândulas sudoríferas.


Epitélio prismático (colunar ou cilíndrico)

Ilustrações produzidas com base em: TORTORA, G. J. Corpo humano: fundamentos de Anatomia e Fisiologia. 4. ed. Porto Alegre: Artmed, 2000. p. 67, 69.

Unidade 3

O epitélio prismático é formado por células altas e cilíndricas. Ele pode ser observado em locais de secreção, de absorção e de proteção de tecidos subjacentes, como no intestino e na traqueia. Algumas de suas células podem conter cílios.

Epitélio de transição O epitélio de transição é formado por células globosas que podem mudar de forma com a distenção do tecido, ficando achatadas. É encontrado em regiões nas quais ocorrem alongamento, expansão ou movimento de partes do corpo, como na bexiga urinária e em parte da uretra, por exemplo. Ilustrações produzidas com base em: JUNQUEIRA, L. C.; CARNEIRO, J. Histologia básica. 10. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2004. p. 81.

Tecido epitelial glandular O tecido epitelial glandular, ou epitélio glandular, é formado por células que podem atuar na produção, na secreção e no armazenamento de substâncias. tecido epitelial de revestimento

tecido conjuntivo Processo de formação das glândulas a partir de tecido epitelial de revestimento. Após a invasão do tecido conjuntivo, essas células se especializam na atividade secretora, em geral, ainda na fase fetal.

As substâncias secretadas pelo epitélio glandular podem incluir proteínas, lipídios, carboidratos, ou misturas dessas substâncias, as quais são liberadas no interior de ductos, em superfícies ou na corrente sanguínea. De acordo com a estrutura e local de secreção das substâncias, as glândulas podem ser exócrinas, endócrinas ou mistas. Glândula exócrina A glândula exócrina mantém comunicação com o tecido epitelial de revestimento do qual se originou. É formada por uma porção secretora, constituída de células responsáveis pelo processo secretório, e pelos ductos, que transportam a secreção (muco, suor, óleo, cera, saliva ou enzimas digestivas) até a superfície do corpo ou de cavidades, onde será liberada. As glândulas sudoríferas e sebáceas são exemplos de glândulas exócrinas.

lâmina basal

proliferação de células epiteliais

Ilustrações: Studio Caparroz

Esse tecido corresponde à porção secretora das glândulas,* as quais são sempre formadas a partir de tecido epitelial de revestimento, em um processo no qual as células epiteliais proliferam e invadem o tecido conjuntivo subjacente.

*Veja informações a respeito do uso do termo glândula nas Orientações para o professor.

tecido epitelial ducto

secreção porção secretora tecido conjuntivo

Histologia animal

g18_ftd_lt_1nob_u3_c9_p152a169.indd 157

157

31/5/16 5:31 PM


Glândula endócrina capilares

4. Qual glândula, endócrina ou exócrina possui maior quantidade de vasos sanguíneos ao seu redor? Por quê? A glândula endócrina possui maior quantidade de vasos sanguíneos, pois sua secreção é liberada na corrente sanguínea e dela depende para sua distribuição.

*Informe aos alunos que os hormônios são substâncias químicas que regulam diversas atividades fisiológicas no organismo.

A glândula endócrina não possui ductos. Suas secreções, conhecidas como hormônios,* são liberadas diretamente no sangue e distribuídas pela corrente sanguínea ao seu local de ação. As glândulas suprarrenais e a tireoide são exemplos de glândulas endócrinas.

porção secretora

tecido conjuntivo secreção

Ilustração produzida com base em: JUNQUEIRA, L. C.; CARNEIRO, J. Histologia básica. 10. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2004. p. 81.

Glândula mista As glândulas mistas possuem os dois tipos de secreção, endócrina e exócrina, como é o caso do pâncreas. Nesse tipo de glândula, existem dois grupos celulares epiteliais glandulares: os ácinos, que representam a porção exócrina da glândula e secretam enzimas digestivas na cavidade intestinal, e as ilhotas pancreáticas (anteriormente chamadas ilhotas de Langerhans), que correspondem à porção endócrina do pâncreas e secretam os hormônios insulina e glucagon no sangue. ducto

Ilustração produzida com base em: PARKER, S. O livro do corpo humano. Barueri: Ciranda Cultural, 2007. p. 107.

vasos sanguíneos

Pâncreas.

ilhotas pancreáticas (porção endócrina)

ácinos (porção exócrina)

Tecido muscular

5. Os miofilamentos fazem parte de um componente celular estudado no capítulo 6, responsável pela sustentação do citoplasma. Que componente é esse? 6. Quais são as principais diferenças entre as fibras musculares apresentadas?

O tecido muscular é formado por células alongadas e especializadas em realizar contrações, chamadas células musculares ou fibras musculares. Esse tecido está relacionado à movimentação de partes do corpo, à manutenção da postura, ao movimento de substâncias e à produção de calor. As fibras musculares possuem uma grande quantidade de miofilamentos em seu citoplasma, os quais são compostos por moléculas que auxiliam na contração muscular: actina e miosina. Quando se trata de fibra muscular, por serem células altamente especializadas e diferenciadas, alguns componentes celulares apresentam nomenclaturas específicas: a membrana plasmática é chamada sarcolema; o citoplasma, de sarcoplasma; e o retículo endoplasmático, de retículo sarcoplasmático. De acordo com as características morfológicas e funcionais, distinguem-se três tipos de tecido muscular: o liso, o esquelético e o cardíaco.

Ilustração produzida com base em: TORTORA, G. J. Corpo humano: fundamentos de Anatomia e Fisiologia. 4. ed. Porto Alegre: Artmed, 2000. p. 168.

Ilustrações: Studio Caparroz

5. O citoesqueleto. 6. Elas diferem, principalmente, quanto ao formato celular, ao número e posição do núcleo e à presença e à ausência de estriações.

Representação de fibras musculares lisas.

Representação de fibras musculares cardíacas.

Representação de fibras musculares esqueléticas.

158

g18_ftd_lt_1nob_u3_c9_p152a169.indd 158

31/5/16 5:32 PM


Tecido muscular liso O tecido muscular liso caracteriza-se por apresentar células longas e fusiformes, ou seja, mais espessas no centro e com extremidades afiladas. Normalmente, essas células apresentam um único núcleo oval e central, e podem medir entre 0,5 µm (no útero de uma mulher grávida) e 20 µm (nos vasos sanguíneos). Unidade 3

O músculo liso é encontrado na parede de estruturas internas ocas, como os vasos sanguíneos, o estômago, os intestinos, a bexiga urinária, e na base dos pelos, entre outros locais.

SPL/Latinstock

A contração do músculo liso é lenta e involuntária, ou seja, independe da vontade do animal para ocorrer. Ela pode ser uma resposta a um impulso nervoso ou à ação de hormônios, à temperatura, à concentração de gás oxigênio, ao pH, entre outros fatores. Tecido muscular liso (aumento aproximado de 100 vezes).

No tecido muscular liso, os miofilamentos não possuem um padrão de organização, resultando na ausência de estriações. Por causa dessa organização, sua contração está associada aos corpos densos, estruturas presentes principalmente no sarcolema da fibra e que auxiliam na ancoragem dos miofilamentos durante a contração muscular. A

Representação de fibra muscular lisa

Ilustração produzida com base em: TORTORA, G. J. Corpo humano: fundamentos de anatomia e fisiologia. 4. ed. Porto Alegre: Artmed, 2000. p. 167.

B

Studio Caparroz

corpos densos

Representação de fibra muscular contraída

O tecido muscular estriado cardíaco, ou tecido muscular cardíaco, é encontrado no coração, onde forma a maior parte da parede desse órgão. Suas células são longas, ramificadas e dotadas de um ou dois núcleos centralizados. Quando observado em microscópio, ele apresenta estriações, o que lhe confere esse nome. As fibras cardíacas são circundadas por tecido conjuntivo e conectadas por meio de discos intercalares. Essas estruturas, características e exclusivas desse tipo de tecido, possuem especializações de membrana que permitem, além da adesão entre as células, a passagem de substâncias entre elas e a propagação da contração ao longo do tecido.

núcleos estriações

Tecido cardíaco (aumento aproximado de 300 vezes).

Histologia animal

g18_ftd_lt_1nob_u3_c9_p152a169.indd 159

Innerspace Imaging/SPL/Latinstock

discos intercalares

Tecido muscular estriado cardíaco

159

31/5/16 5:33 PM


7. Qual é a importância de o tecido cardíaco ter uma contração forte, rápida, involuntária e contínua? Como o coração é responsável por bombear o sangue no organismo, esse tipo de contração garante que o sangue seja bombeado continuamente no corpo, independentemente da consciência do animal, e com força suficiente para atingir todas as regiões do organismo.

A contração desse tecido é forte, rápida, involuntária e contínua, ou seja, as fibras contraem e relaxam de modo contínuo, obedecendo a um ritmo. Esse tipo de contração exige muita energia, o que se reflete na grande quantidade de mitocôndrias das fibras cardíacas. Diferentemente do músculo esquelético, o tecido cardíaco inicia sua contração sem estimulação nervosa extrínseca, ou seja, proveniente do sistema nervoso. Nele, a contração está relacionada ao funcionamento de fibras musculares cardíacas especializadas que estimulam e controlam o ritmo das contrações.

Biologia e Saúde

Infarto do miocárdio

O infarto do miocárdio é popularmente conhecido como “ataque cardíaco” e ocasiona, por ano, cerca de 100 mil mortes no Brasil. As principais causas do infarto do miocárdio são a formação e o acúmulo de coágulos de gordura, que obstruem o fluxo de sangue que chega ao coração. Esses coágulos provêm de placas de gordura que ficam aderidas à parede dos vasos sanguíneos. Sem gás oxigênio suficiente, a produção de energia nas células reduz drasticamente, diminuindo a capacidade de contração do tecido muscular estriado cardíaco. Assim, algumas regiões do coração deixam de receber sangue e gás oxigênio, podendo ocasionar a morte de células do miocárdio (tecido muscular do coração), quadro que recebe o nome de infarto.

Nucleus Medical Art Inc/Alamy Stock Photo/Latinstock

vaso sanguíneo

placas de gordura

Representação de um coração humano. No detalhe, um vaso sanguíneo com placas de gordura.

Se for tratado rapidamente, os efeitos do infarto do miocárdio são reversíveis, e o coração volta a bater. Caso contrário, as células mortas não se regeneram, formando uma região fibrosa, incapaz de contração. Os sintomas mais comuns do infarto são dores intensas no peito, pescoço e braço esquerdo; além de sudorese, náusea, falta de ar e tontura. Vários fatores contribuem para a ocorrência do infarto do miocárdio: histórico familiar de doenças cardíacas, idade, sedentarismo, má alimentação, tabagismo, estresse, entre outros. 8. Com base nas causas do infarto do miocárdio, cite duas atitudes que contribuem para sua prevenção.

160

g18_ftd_lt_1nob_u3_c9_p152a169.indd 160

Atitudes como evitar o tabagismo, manter uma alimentação equilibrada, realizar atividades físicas frequentemente, entre outras.

31/5/16 5:36 PM


da actina, os miofilamentos delgados possuem pequena Tecido muscular estriado esquelético *Além quantidade de outras proteínas, como a tropomiosina e a troponima, que auxiliam no controle da contração muscular.

Esse tipo de tecido está fixado, principalmente, em ossos, e participa da movimentação de partes do esqueleto, o que lhe confere esse nome.

núcleos

Eric Grave/SPL/Latinstock

Os miofilamentos das fibras musculares podem ser do tipo delgado ou espesso, compostos pelas proteínas contráteis actina* e miosina, respectivamente. Esses miofilamentos se organizam na forma de sarcômeros, que são as unidades funcionais básicas das fibras musculares estriadas e que garantem o aspecto estriado aos músculos esquelético e cardíaco. 9. Observando apenas a aparência do tecido muscular liso, é possível confirmar se ele possui sarcômeros ou não? Justifique. Sim, pois os sarcômeros são os responsáveis pelo aspecto estriado dos músculos. Como o músculo liso não possui estriações, também não possui sarcômeros. 10. O músculo é composto apenas por tecido muscular? Músculo estriado esquelético humano (aumento aproximado Justifique. Não, pois as fibras, feixes e o músculo como um todo são envoltos por tecido conjuntivo, ou seja, também fazem parte da de 500 vezes). composição do músculo. Além disso, o tecido muscular possui vascularização e inervação (tecido conjuntivo hematopoiético e tecido nervoso).

Para compreender melhor as características e a função do tecido muscular estriado esquelético, observe uma representação no corpo de um vertebrado, no esquema a seguir.

Tecido muscular estriado esquelético no corpo de um vertebrado BSIP/Getty Images

Para facilitar a compreensão do esquema a seguir, oriente os alunos a seguirem a sequência alfabética.

E

miofilamento

B

As fibras musculares podem se organizar em feixes (fascículos), os quais são envoltos por tecido conjuntivo.

C

Cada fibra muscular esquelética é formada por estruturas cilíndricas, as miofibrilas, e delimitada por uma película de tecido conjuntivo.

D

Cada miofibrila é formada por um conjunto de miofilamentos delgados e espessos que se organizam em sarcômeros.

E

O tendão é responsável por fixar o músculo ao osso.

D avo si/ SPL / L a tins tock

O músculo esquelético é envolvido por uma camada de tecido conjuntivo. A B

John B

A

C

miofilamento delgado (actina) miofilamento espesso (miosina)

Histologia animal

161

Unidade 3

O tecido muscular estriado esquelético, ou tecido muscular esquelético, é constituído de células muito longas, de até 30 cm de comprimento, cilíndricas, ricas em miofilamentos e dotadas de vários núcleos, que se localizam na sua parte periférica.


Cada sarcômero é formado por uma região mais escura, denominada banda A, composta principalmente por miosina, e uma região mais clara, denominada banda I, composta apenas por actina. No centro de cada banda A, há uma estreita faixa chamada banda H, que contém apenas miofilamentos de miosina. Os sarcômeros são separados entre si pelas linhas Z, localizadas no centro de cada banda I. A combinação de bandas A e I alternadas confere à fibra muscular seu aspecto estriado (listrado). 2 sarcômetros banda H

banda I

banda A A

Representação de tecido muscular estriado esquelético.

fibra muscular

linha z

Studio Caparroz

banda I

banda H

linha z

linha z

linha Z B

banda A sarcômero

11. Durante a contração do músculo esquelético, há redução no tamanho dos miofilamentos? Explique. 12. Todos os músculos possuem retículo sarcoplasmático e mitocôndrias? Comente. 11. Não, apesar de haver encurtamento do sarcômero durante a contração muscular esquelética, o comprimento dos miofilamentos em si não se altera, eles apenas se sobrepõem. 12. Não. O músculo liso não possui retículo sarcoplasmático, obtendo o cálcio de que necessita do meio extracelular. Já com relação às mitocôndrias, todos os tipos de tecido muscular possuem mitocôndrias, em maior ou menor quantidade, e delas obtêm a energia necessária.

162

Representação de sarcômeros relaxados (A), contraídos parcialmente (B) e contraídos ao máximo (C). Quanto mais intensa a contração muscular, maior a sobreposição dos miofilamentos.

C Somma Studio

Ilustração produzida com base em: PARKER, S. O livro do corpo humano. Barueri: Ciranda Cultural, 2007. p. 62.

Durante a contração do músculo estriado, há um deslizamento dos miofilamentos de actina sobre os de miosina, em direção ao centro do sarcômero (banda H), pelo mecanismo de filamento deslizante. Como consequência desse movimento, há um aumento da região de sobreposição dos miofilamentos, a aproximação das linhas Z e o encurtamento do sarcômero, ou seja, a fibra muscular reduz seu comprimento (contrai). Esse deslizamento dos miofilamentos ocorre porque as moléculas de miosina e actina interagem entre si, em um processo dependente de energia e íons cálcio. A contração do tecido esquelético é forte, rápida e voluntária, ou seja, depende da consciência e da vontade do animal para ocorrer.

Regeneração muscular Como vimos, as células do tecido epitelial estão em constante renovação, especialmente aquelas que recobrem órgãos como a pele e o intestino. O tecido muscular, porém, varia quanto ao padrão de regeneração de suas células. As fibras musculares lisas possuem capacidade mais eficiente de regeneração em caso de lesões, pois algumas de suas células entram em mitose para reparar o tecido danificado. As fibras musculares esqueléticas, por sua vez, normalmente não se dividem, mas possuem células satélites, dispostas paralelamente às fibras, que são induzidas à divisão celular frente a uma lesão, produzindo novas fibras. Já as fibras musculares cardíacas não se regeneram. Quando as células do tecido muscular estriado cardíaco são lesionadas, ocorre uma invasão do tecido conjuntivo na área afetada, formando uma região fibrosa incapaz de se contrair. Isso é o que acontece nos casos de infarto do miocárdio.


Biologia e Saúde

Exercícios físicos e massa muscular

Unidade 3

Os exercícios físicos ocasionam uma série de movimentos diversificados, que são voluntariamente realizados pelos músculos esqueléticos. Eles podem ser classificados em aeróbicos e anaeróbicos. Os exercícios aeróbicos são atividades geralmente de longa duração e baixa intensidade que favorecem a redução da gordura corporal. Já os exercícios anaeróbicos, como a musculação, são atividades mais curtas e intensas, que contribuem para um aumento de força e de massa muscular. Nos músculos esqueléticos, existem dois tipos de fibras musculares: lentas e rápidas. As lentas obtêm energia por meio da respiração celular e contraem-se lentamente, fornecendo energia por mais tempo. Logo, são mais importantes nas atividades aeróbicas, como em maratonas. As fibras rápidas contraem-se rapidamente e obtêm energia a partir do metabolismo anaeróbio. Assim, fornecem energia suficiente somente para atividades que exigem muita força por um curto período de tempo, como na musculação. Essa forma de obtenção de energia também produz o ácido lático, molécula orgânica cujo acúmulo no músculo é responsável pela fadiga e pela dor após exercícios intensos. A prática de exercícios com carga e repetições exerce grande força sobre os músculos, que, ao gastarem toda sua energia, indicam ao corpo humano que são necessárias fibras musculares maiores e mais fortes para suportar a atividade. Isso ocasiona o espessamento das fibras musculares (hipertrofia) e a ativação de fibras inativas, conferindo maior capacidade de contração e, consequentemente, mais força aos músculos. Assim, ocorre um aumento na massa muscular, e, consequentemente, aumento de massa corporal. A hipertrofia ocorre durante o período de repouso, ou seja, após a atividade física. Durante o exercício, a força aplicada nos músculos gera uma separação entre as fibras musculares que, ao serem reparadas posteriormente, aumentam de tamanho. Essa reparação demanda uma quantidade extra de proteínas, adquiridas por meio da alimentação, e que são necessárias ao espessamento das fibras musculares. Ca

Os exercícios físicos contribuem para manter o tônus mus­ cular, isto é, manter os músculos esqueléticos saudáveis o suficiente para sustentar e movimentar as articulações do corpo. Essa característica é essencial para manter a saúde do corpo, já que, com o envelhecimento, ocorre a diminuição (atrofia) das fibras musculares, que se tornam enfraquecidas se não forem estimuladas.

nd yB ox Im ag es /S hu t te rst oc k .c om

A prática de exercícios físicos demanda mais energia para os músculos, induzindo o coração e os pulmões a trabalharem com mais eficiência para tornar os mús­culos mais fortes, resistentes e flexíveis. Esses fatores caracterizam uma boa condição física, refletindo em mais saúde e disposição.

As atividades físicas estão relacionadas ao bem-estar individual e são importantes para manter o bom funcionamento do corpo. A musculação contribui para manter as fibras musculares em atividade, melhorando as funções dos músculos e do coração no organismo.

Histologia animal

g18_ftd_lt_1nob_u3_c9_p152a169.indd 163

163

1/6/16 2:38 PM


Atividades

Responda as atividades no caderno.

Veja as respostas das questões desta seção nas Orientações para o professor.

1. O que são tecidos? Quais são os quatro tipos de tecidos encontrados nos animais? 2. Qual é a importância do tecido epitelial no corpo humano? 3. Descreva as características gerais das células epiteliais. 4. Como são classificados os diferentes tipos de tecido epitelial? Explique. 5. Qual é a diferença entre epitélio de revestimento e epitélio glandular? 6. Qual é a importância do tecido muscular no corpo dos animais? 7. Quais são as características gerais das células musculares? 8. Por que os músculos lisos e estriados recebem essas denominações? 9. No caderno, escreva um texto explicando como ocorre a contração muscular. 10. Qual é a diferença entre a contração muscular voluntária e a contração muscular involuntária? Cite dois exemplos de cada.

11. Diversas funções vitais, como a respiração, a locomoção e a alimentação, dependem do funcionamento adequado dos músculos. Os animais possuem diferentes tipos de tecido muscular, que diferem entre si quanto à morfologia, à função e à localização. Descreva essas diferenças e cite um exemplo para cada tipo de tecido muscular no corpo humano.

Epitélio do intestino de mamífero (aumento aproximado de 360 vezes).

Epitélio da epiderme humana (aumento aproximado de 67 vezes).

C

Epitélio da traqueia (aumento aproximado de 1 000 vezes).

a ) Classifique os tecidos epiteliais acima quanto à quantidade de camadas de células. b ) Descreva a importância de cada um dos tecidos acima para o corpo humano.

13. Reescreva as frases abaixo no caderno, substituindo as letras pelos termos adequados. a ) As células do tecido epitelial apoiam-se sobre a A, uma camada formada por diferentes B, que se interpõem entre o tecido epitelial e o C. b ) Os epitélios de D revestem a superfície do corpo e de suas cavidades, além de constituir parte dos E, por apresentarem nervos conectados às suas células. No entanto, não apresentam F, de maneira que as trocas com o sangue acontecem por meio do tecido conjuntivo. c ) As G são formadas a partir do tecido epitelial de revestimento e possuem importância fundamental na H de substâncias. d ) As I secretam substâncias na superfície do corpo ou da cavidade onde serão liberadas, por meio de J. As K não possuem essas estruturas e secretam suas substâncias diretamente na L. Já as M secretam seus produtos tanto dentro de cavidades quanto na corrente sanguínea. e ) Os músculos N possuem camadas de tecido conjuntivo em algumas partes. Cada fibra muscular organiza-se em O. As miofibrilas formam a fibra muscular e os músculos fixam-se ao osso por meio de P.

164

Visuals Unlimited/Corbis/Latinstock

B

Visuals Unlimited/Corbis/Latinstock

A

Carolina Biological/Visuals Unlimited/Corbis/Latinstock

12. As fotografias a seguir retratam três exemplos de tecido epitelial. Observe-as.


Intestino delgado (aumento aproximado de 10 vezes).

B

Glândulas sudoríferas (aumento aproximado de 64 vezes).

Unidade 3

Dr. Gladden Willis, Visuals Unlimited/SPL/Latinstock

C

Dr. Frederick Skvara, Visuals Unlimited/SPL/Latinstock

Epiderme (aumento aproximado de 400 vezes).

Dr. Fred Hossler, Visuals Unlimited/SPL/Latinstock

A

Dr Gladen Willis/BSIP/Glow Images

14. Observe as fotografias a seguir.

D

Bexiga urinária (aumento aproximado de 78 vezes).

a ) Relacione as fotografias acima às descrições a seguir. I ) Células cúbicas que produzem secreções. II ) Células cilíndricas que absorvem água e nutrientes. I II ) Células que mudam de forma em alguns órgãos. I V ) Células achatadas que protegem os órgãos. b ) Classifique os tecidos epiteliais acima quanto à morfologia. c ) A bexiga urinária é o órgão responsável pelo armazenamento da urina. Dessa maneira, ela pode estar cheia ou vazia, dependendo da quantidade de urina que é produzida pelo corpo. O que acontece com as células do tecido epitelial desse órgão nessas duas situações?

15. As embalagens de alimentos contêm indicações sobre a presença ou ausência de glúten em

Microvilosidades intestinais (aumento aproximado de 50 vezes).

ISM/SPL/Latinstock

A

Astrid & Hanns-Frieder Michler/SPL/Latinstock

sua composição. O glúten é uma proteína presente em cereais como o trigo. Nos portadores da doença celíaca, essa proteína causa a deformação das microvilosidades intestinais, que se tornam atrofiadas. Observe as fotografias abaixo e responda às questões a seguir. B

Microvilosidades intestinais (aumento aproximado de 70 vezes).

Os sintomas mais comuns da doença celíaca são: anemia, diarreia, fadiga muscular e dores de cabeça. O único tratamento é uma dieta com restrição de glúten, presente em alimentos como pães, bolos e macarrão feitos com farinha de trigo.

a ) Qual das duas fotografias refere-se ao intestino de um portador de doença celíaca? Por quê? b ) As células afetadas pela doença celíaca são classificadas em qual tipo de tecido? Que características você observou para chegar a essa conclusão? c ) Por que a atrofia das microvilosidades intestinais causa os sintomas citados acima? Histologia animal

165


16. A hiperidrose é um problema de origem genética, em que os portadores produzem quantidades excessivas de suor, principalmente na região das mãos, dos pés e das axilas. Seus sintomas podem se manifestar em qualquer fase da vida. a ) Por que a hiperidrose acomete principalmente as mãos, os pés e as axilas? b ) Diferencie as células secretoras de suor das demais células do tecido epitelial. Studio Caparroz

17. Observe a imagem ao lado e responda às questões a seguir, no caderno. a ) Identifique as estruturas indicadas ao lado. b ) Explique qual é o papel dessas estruturas nas células do tecido muscular. c ) Em que tipo de músculo essas estruturas estão presentes? Que c a racte r ístic a s p e r mite m e s s a identificação?

A

C D F

Ilustração produzida com base em: PARKER, S. O livro do corpo humano. Barueri: Ciranda Cultural, 2007. p. 62.

E B

18. O coração é o órgão responsável pela distribuição de sangue para todo o corpo humano. Já o bíceps é um dos músculos que atua na movimentação dos braços. Sabe-se que as células do músculo cardíaco possuem 40% do seu citoplasma ocupado por mitocôndrias, enquanto que, nas células do músculo esquelético, elas ocupam apenas 2%. Explique o porquê dessa variação, diferenciando o tipo de estímulo e a função dos músculos citados.

19. Leia o trecho do texto abaixo e responda às questões a seguir. Natursports/Shutterstock.com

Lesões dos músculos isquiotibiais, o músculo da “fisgada”, ocorrem com frequência em atletas que participam de esportes como corrida, futebol e basquete. A principal causa é a sobrecarga muscular. Durante o chute a uma bola [...] o grupo muscular anterior da coxa, chamado de quadríceps, se contrai vigorosamente, esticando o joelho e o grupo posterior da coxa. Os isquiotibiais se esticam contra a resistência, objetivando modular o movimento. A isso chamamos de “contração excêntrica”. Neste momento, por não resistir a força do quadríceps (agonistas), os isquiotibiais (antagonistas) se rompem. [...] A maioria das lesões dos isquiotibiais curam muito bem com tratamento simples, não cirúrgico, que inclui repouso, gelo, compressão e elevação. [...]. LEONARDI, Adriano. Lesão na parte posterior da coxa é comum no futebol e basquete. G1, São Paulo, 1o jun. 2014. Eu atleta. Disponível em: <http://globoesporte.globo.com/eu-atleta/saude/noticia/2014/06/lesao-na-parte-posterior-da-coxa-ecomum-no-futebol-e-basquete.html>. Acesso em: 26 fev. 2016.

Jogador de futebol.

a ) Os músculos citados no texto são formados por qual tipo de tecido muscular? b ) De acordo com o texto, o que causa a lesão nos músculos isquiotibiais? c ) O que acontece com as fibras musculares desses músculos? d ) Qual é a importância do repouso e do acompanhamento médico para o tratamento dessas lesões?

166


20. Os músculos possuem diferentes tipos de fibras musculares. Elas variam de acordo com a

B

Unidade 3

Aleksandra Suzi/Shutterstock.com

A

holbox/Shutterstock.com

maneira como obtêm energia, o que influencia diretamente em suas propriedades. As fotografias a seguir retratam pessoas realizando atividades físicas. Observe-as.

a ) Em qual dessas situações predominam as fibras musculares lentas? E em qual predominam as rápidas? b ) Um velocista e um maratonista apresentam as mesmas proporções de fibras musculares lentas e rápidas no corpo? Justifique. c ) De acordo com o metabolismo de cada fibra muscular descrito anteriormente, qual delas possui mais mitocôndrias? Por quê? d ) Uma pessoa sedentária possui mais fibras lentas ou fibras rápidas? Justifique. e ) Se uma pessoa sedentária iniciar um treinamento com pesos e segui-lo à risca, haverá alguma mudança nas proporções dessas fibras musculares? Por quê?

21. (Udesc) O bolo alimentar passa do esôfago para o estômago com o auxílio de movimentos peristálticos. No estômago, ele sofre a quimificação e, no intestino delgado, transforma-se em quilo (produto final da digestão), quando a maior parte dos nutrientes começa a ser absorvida pelas células que revestem o intestino. Assinale a alternativa correta que contém o tecido responsável pelos movimentos peristálticos e o tecido das células absortivas do intestino, respectivamente. a ) tecido epitelial estratificado pavimentoso e tecido epitelial simples prismático. b ) tecido muscular esquelético e tecido epitelial estratificado cúbico. c ) tecido muscular liso e tecido epitelial simples prismático. d ) tecido muscular liso e tecido epitelial estratificado pavimentoso. e ) tecido muscular esquelético e tecido epitelial simples prismático.

22. (Unicamp) O tecido muscular cardíaco apresenta fibras a ) estriadas, de contração involuntária e aeróbia.

b ) lisas, de contração voluntária e aeróbia.

c ) lisas, de contração involuntária e anaeróbia.

d ) estriadas, de contração voluntária e anaeróbia.

Refletindo sobre o capítulo

Veja as respostas das questões desta seção nas Orientações para o professor.

A Retome a questão b, da página 154, e verifique sua resposta, complementando-a ou corrigindo-a, se necessário. B Normalmente, que tipo de tecido está associado aos tecidos epitelial e muscular? C No caderno, elabore um quadro com informações sobre o formato celular, a quantidade e posição dos núcleos, a presença ou a ausência de sarcômeros e as características da contração de cada um dos três tipos de tecido muscular estudados nesta unidade. D Quais são as principais organelas envolvidas no processo de contração do tecido muscular e no deslizamento dos miofilamentos? Justifique.

Histologia animal

167


Trocando ideias

O uso de esteroides anabolizantes e suas consequências

Leia o trecho da notícia a seguir.

Operação contra quadrilha que distribuía anabolizantes é reali­ zada pela Polícia Federal [...] [A Polícia Federal atua] para desarticular um grupo criminoso responsável pela importação e distribuição irregular de anabolizantes e outros medicamentos de uso controlado [...]. [...] A comercialização destes medicamentos era feita em sites especializados na internet. Durante as investigações, foram apreendidos aproximadamente 300 kg de substâncias anabolizantes e outros medicamentos de uso controlado. A organização criminosa, que atuava em todo o território nacional há mais de cinco anos, importava as matérias-primas da China e as embalava junto a outros materiais para dar aparência de legalidade à importação. A droga era beneficiada e envasada em laboratórios montados pelo próprio grupo, que a deixava pronta para uso. Segundo o inquérito policial, os compradores eram, em sua maioria, frequentadores de academias e fisiculturistas. [...] OPERAÇÃO contra quadrilha que distribuía anabolizantes é realizada pela Polícia Federal. Manchete online, Rio de Janeiro, 9 abr. 2015. Disponível em: <www.mancheteonline.com.br/operacao-contra-quadrilhaque-distribuia-anabolizantes-e-realizada-pela-pf/>. Acesso em: 26 fev. 2016.

iko/Shutterstock.com

Com base nessa notícia, pense na seguinte questão: a ingestão de medicamentos ou anabolizantes, visando obter um corpo que atenda aos padrões de beleza atual, considera a origem dessas substâncias e seus efeitos no organismo? Os esteroides anabolizantes são substâncias sintéticas, derivadas do hormônio sexual masculino testosterona. Eles atuam principalmente nos músculos esqueléticos e, por isso, o resultado aparente é rápido. Além do aumento da massa magra, ocorre também o aumento da força, a aceleração do metabolismo, entre outras reações. As alterações causadas pelos esteroides anabolizantes nos músculos são consequência da hipertrofia muscular. Existem diferentes mecanismos que envolvem essa mudança na conformação muscular. Um desses mecanismos tem relação com a interação do hormônio testosterona com o receptor androgênico, presente no citoplasma da célula ou fibra muscular, que, em seguida, o transporta para regiões específicas do núcleo e sinaliza que a célula necessita da produção de proteínas. O uso de esteroides, associado à atividade física, eleva a quantidade de receptores androgênicos no tecido muscular, demonstrando, assim, a importância fisiológica dessa proteína na hipertrofia.

Receptor androgênico: proteína celular com função de se ligar à testosterona e desencadear a síntese proteica e, posteriormente, o crescimento muscular.

168


Unidade 3

O uso dos esteroides anabolizantes causa os mais variados efeitos colaterais. Veja a seguir os efeitos mais comuns.

Alterações de humor.

Queda de cabelo.

Ginecomastia. Acne.

tireoide pâncreas fígado ovários testículos

Atrofia dos testículos.

Shut ters

tock .com

Distúrbios na menstruação ou na produção de espermatozoides.

Alteração no perfil lipídico, o que pode favorecer o aparecimento de doenças cardiovasculares.

Retenção de água.

pter wor t/

Desequilíbrio na produção de alguns hormônios.

Graves alterações no tecido do fígado, o que pode causar icterícia e ocasionar o surgimento de tumores.

Ginecomastia: crescimento anormal de mamas em homens, causado por desequilíbrio hormonal.

Na busca rápida para adequar-se a modelos estéticos considerados atraentes e para melhorar o desempenho físico, muitas pessoas, atletas e não atletas, têm optado por utilizar substâncias anabolizantes. Entretanto, para alcançar tais objetivos, o uso dessas substâncias não é indicado, visto que seus efeitos podem ser irreversíveis. As medidas para evitar o uso e a comercialização de esteroides anabolizantes estão em estudo pelas autoridades. No entanto, diversas pessoas continuam a comercializar esses produtos sem refletir sobre os danos que podem causar ao organismo do usuário. Veja as respostas das questões desta seção nas Orientações para o professor.

a ) Admite-se que o uso de substâncias esteroides anabolizantes causa uma ou várias das alterações citadas, em 100% de seus usuários. Com base nisso, converse com os colegas sobre até que ponto é válido tentar atender ao modelo de beleza atual ou aumentar o desempenho atlético com o uso de anabolizantes, sabendo dos prejuízos ao organismo. b ) Apesar de existir uma lei que restringe a venda das substâncias esteroides anabolizantes, muitas pessoas comercializam ou fazem uso de tais produtos. Você considera que campanhas de divulgação das consequências do uso indiscriminado de anabolizantes poderiam levar as pessoas a evitarem seu consumo? Comente. c ) Faça uma pesquisa de pinturas e esculturas que representam padrões de beleza ao longo dos séculos na sociedade ocidental. Leve as imagens para a sala de aula e apresente-as aos colegas. Converse com eles sobre as mudanças nos padrões de beleza ao longo do tempo e a importância que se dá a essa temática. Histologia animal

169


Barcroft/Getty Images

capítulo

Cody McCasland e sua coleção de próteses, em dezembro de 2010.

A) As próteses permitem que a pessoa tenha acesso menos restrito às atividades do cotidiano, como andar, correr, praticar atividades físicas. Nesse sentido, contribui para a independência de movimentação. B) As próteses permitem que Cody sustente o corpo e realize movimentos, por isso essas peças estão relacionadas, principalmente, à função desempenhada pelos tecidos muscular e ósseo. C) Tecido nervoso, pois esse tecido está relacionado à capacidade que o ser vivo tem de perceber estímulos externos (ambiente).

170

Tecido conjuntivo e tecido nervoso Leia o trecho da reportagem a seguir.

Sem pernas, menino compete em vários esportes e dá exemplo […] O menino americano Cody McCasland, de 9 anos, vem ganhando fama como exemplo de superação ao competir em várias modalidades esportivas apesar de não ter as duas pernas. Cody teve os membros amputados ainda bebê, por causa de uma condição congênita chamada agenesia sacrococcígea, que provoca má-formação. Desde então, acumulou uma coleção de mais de 20 próteses, com as quais aprendeu a andar e competir. […] SEM PERNAS, menino compete em vários esportes e dá exemplo. G1. São Paulo, 12 jan. 2011. Mundo. Disponível em: <http://g1.globo.com/mundo/noticia/2011/01/ menino-sem-pernas-da-exemplo-de-superacao-ao-competir-em-varios-esportes.html>. Acesso em: 29 fev. 2016.

A As próteses são peças ou dispositivos utilizados para substituir um membro, ou parte dele, no corpo humano. Qual é a importância das próteses para as pessoas que não possuem determinados membros do corpo, como as pernas? B No caso de Cody, as próteses estão relacionadas, principalmente, à função de que tipo(s) de tecido(s) do corpo humano? Justifique. C Apesar da grande evolução tecnológica das próteses, elas ainda não permitem ao paciente a percepção sensorial do ambiente pelo tato. Qual é o principal tecido do corpo humano relacionado à essa função? Justifique.


célula

matriz extracelular

tock

O tecido conjuntivo, ao contrário dos outros tecidos, que são formados basicamente por células, é composto principalmente de matriz extracelular. Essa matriz é composta de fibras e uma substância amorfa e hidratada, chamada substância fundamental. A matriz extracelular pode apresentar consistências variadas, de fluida a calcificada, o que interfere nas características do tecido conjuntivo.

Er

ic

Gr

av

e/

SP

L /L

a t ins

1. Que tipo de tecido conjuntivo possui matriz extracelular calcificada? Tecido ósseo.

Tecido conjuntivo presente na traqueia humana (aumento aproximado de 250 vezes).

A substância fundamental preenche os espaços entre as células e as fibras, unindo-as, proporcionando suporte e atuando como um meio para a troca de substâncias. Já as fibras, estruturas proteicas alongadas da matriz extracelular, garantem força e sustentação aos tecidos, podendo ser elásticas, colágenas ou reticulares. A distribuição desses três tipos de fibras varia entre os diferentes tecidos conjuntivos. Veja a seguir.

*Informe aos alunos que existem vários tipos de colágeno nos vertebrados, os quais variam quanto à composição química, às características, à função, entre outras.

Fibras do tecido conjuntivo

Studio Caparroz

A

B

C

Ilustração produzida com base em: GARTNER, L. P.; HIATT, J. L. Tratado de Histologia. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 1999. p. 90.

A

As fibras reticulares são compostas predominantemente de colágeno,* associado à glicoproteínas e à proteoglicanas. Essas fibras são produzidas pelos fibroblastos e podem formar redes ramificadas. Associadas às fibras colágenas, dão sustentação e força ao corpo humano.

B

As fibras colágenas são as mais abundantes no tecido conjuntivo. Elas são estruturas cilíndricas e alongadas, formadas por colágeno. Essas fibras são muito duras, inelásticas (não têm elasticidade) e resistentes à tração, mas ainda assim permitem certa flexibilidade ao tecido. Elas são encontradas na maioria dos tecidos conjuntivos, especialmente osso, cartilagem, tendão e ligamento.

C

As fibras elásticas são formadas pela proteína elastina, que lhes confere força e elasticidade. Essas fibras são menores que as colágenas e podem ser esticadas sem que se quebrem. Elas são abundantes em órgãos que podem sofrer estiramento, como a pele, os vasos sanguíneos e os pulmões.

2. Qual é a importância das fibras elásticas para os pulmões? Essas fibras permitem que os pulmões variem seu volume sem se romper durante a inspiração e expiração, ou seja, entrada e saída do ar dos pulmões.

De modo geral, o tecido conjuntivo é vascularizado (contém vasos sanguíneos) e inervado (apresenta nervos), exceto as cartilagens. Suas células são bastante variadas. Como exemplos, podemos citar: fibroblastos, macrófagos, mastócitos, adipóci** Os fibroblastos são as células mais comuns e sintetizam, por exemtos, entre outras. plo, as proteínas elastina e colágeno.

**Esses tipos celulares serão estudados mais detalhadamente ao longo deste capítulo, durante a abordagem dos tipos específicos de tecido conjuntivo.

A variedade celular, aliada às diferentes proporções entre substância fundamental, fibras e células, possibilita a observação de diferentes tipos de tecido conjuntivo, com funções também variadas. Histologia animal

171

Unidade 3

Tecido conjuntivo


Tecido conjuntivo frouxo

Ilustração produzida com base em: TORTORA, G. J. Corpo humano: fundamentos de Anatomia e Fisiologia. 4. ed. Porto Alegre: Artmed, 2000. p. 75.

Studio Caparroz

Representação de tecido conjuntivo frouxo.

O tecido conjuntivo frouxo é um tecido comum nos animais. Ele é formado por grande quantidade de células, principalmente fibroblastos e macrófagos. As suas fibras (elásticas, reticulares e colágenas) são frouxamente entrelaçadas. Sua consistência é delicada, flexível, bem vascularizada e não é muito resistente a trações. Não há predominância de nenhum de seus componentes (células, fibras ou substância fundamental). Em virtude de suas características, está relacionado ao suporte de estruturas normalmente sujeitas à pressão e a pequenos atritos. É encontrado, por exemplo, preenchendo espaços entre células musculares, atuando fibras como suporte para as células epiteliais e formando camadas em torno dos vasos sanguíneos. Pelo fato de muitas vezes estar associado à camada superficial dos tratos digestório e respiratório, é o local onde ocorre intensa atividade de destruição de organismos invasores. 3. Por que, nos tratos respiratório e digestório, há intensa destruição de organismos invasores?

células

Porque esses tratos são os que entram em contato direto com substâncias do meio externo, o ar (respiração) e o alimento (digestão), os quais podem trazer consigo microrganismos do ambiente.

Evolução dos cosméticos O uso dos cosméticos está relacionado à história da humanidade e não é uma exclusividade dos dias atuais. No Egito, há cerca de 7 mil anos, um corante extraído das folhas de hena era utilizado para colorir mãos, pés, unhas e cabelos. Os egípcios preparavam e utilizavam cremes, óleos, incensos e perfumes, além de pigmentos extraídos de minerais para pintar os olhos e a face.

goodluz/Shutterstock.com

Homem aplicando creme no rosto. Muitas pessoas se preocupam com a aparência da pele, por isso fazem uso de produtos de beleza no dia a dia.

Na Grécia antiga, as máscaras de argila eram produzidas para fins estéticos. Na Idade Média, entretanto, a higiene e a beleza foram deixadas de lado, por razões religiosas. A preocupação com a estética foi retomada durante a Idade Moderna. Na Europa, foram inventados os perfumes, cujo objetivo era o de mascarar o odor das pessoas, visto que o banho não era um hábito frequente. O italiano Giovani Farina (1657-1732) criou a maior perfumaria do mundo na cidade de Colônia, na Alemanha, de onde surgiu o termo “água de colônia”, até hoje muito utilizado. Na Idade Contemporânea, foram criadas as primeiras indústrias de matérias-primas para cosméticos, o que culminou no desenvolvimento da indústria de cosméticos. Os conhecimentos oriundos da Química, da Biotecnologia, da Genética e da Biologia molecular são fundamentais na elaboração desses produtos. Atualmente, a cosmética envolve diferentes matérias-primas naturais e artificiais, bem como novas tecnologias. Muitos produtos, por exemplo, têm como objetivo estimular a produção de colágeno na pele. Assim, há uma relação entre o colágeno e o envelhecimento da pele: como o colágeno é a base do tecido conjuntivo, ele é encontrado em altas concentrações na pele, sendo responsável por sua firmeza, elasticidade, forma e textura. Em uma das camadas da pele há uma matriz produtora de colágeno. No entanto, existem enzimas que fragmentam essa camada da pele, causando a diminuição na produção de colágeno. Com o envelhecimento, há um desequilíbrio entre a produção dessa proteína e da ação das enzimas que causam sua degradação. Para solucionar esse problema, há diversos princípios ativos e técnicas que visam equilibrar a quantidade produzida e degradada de colágeno, com o objetivo de retardar o processo de envelhecimento, conferindo à pele um aspecto mais jovem e saudável. Produtos como o ácido retinoico, o ácido hialurônico e os tratamentos com laser, gás carbônico e radiofrequência estão entre os mais utilizados para estimular a produção de colágeno.

172

g18_ftd_lt_1nob_u3_c10_p170a177.indd 172

31/5/16 5:40 PM


O tecido conjuntivo denso é formado pelos mesmos constituintes encontrados no tecido conjuntivo frouxo, mas com menor quantidade de células. As fibras predominantes são as fibras colágenas, cuja organização aumenta a resistência do tecido. Esse tecido é menos flexível e mais resistente à tensão do que o tecido conjuntivo frouxo e está associado à proteção e à resistência dos tecidos.

4. O predomínio de fibras colágenas pode estar relacionado à maior resistência e à menor flexibilidade do tecido conjuntivo denso? Justifique.

Dependendo da organização de suas fibras colágenas, pode ser do tipo modelado ou não modelado.

Sim, pois as fibras colágenas são inelásticas, muito duras e resistentes à tração, mas ainda assim permitem certa flexibilidade ao tecido.

Tecido conjuntivo denso modelado No tecido conjuntivo denso modelado, os feixes de fibras são organizados paralelamente uns aos outros e alinhados com os fibroblastos, que se inserem entre as fibras. Isso ocorre porque as fibras desse tipo de tecido são formadas em resposta a uma tração exercida em determinado sentido, visando oferecer máxima resistência a essas forças. Esse tipo de tecido é observado, por exemplo, nos tendões (fazem a ligação dos músculos esqueléticos com os ossos) e ligamentos (estão presentes nas articulações e contribuem para que os ossos se mantenham unidos).

Estrutura de um tendão B

Studio Caparroz

A

BlueRingMedia/ Shutterstock.com

Ilustração produzida com base em: TORTORA, G. J. Corpo humano: fundamentos de Anatomia e Fisiologia. 4. ed. Porto Alegre: Artmed, 2000. p. 76.

fibras colágenas fibroblasto Por causa da riqueza de fibras colágenas, os tendões A são estruturas brancas e pouco extensíveis. Note que eles são formados de tecido conjuntivo denso modelado B .

Biologia e Saúde

Tendinite

A tendinite é a inflamação dos tendões, localizados nos ombros, cotovelos, polegares, punhos, tornozelos, quadris e pulso, causando sintomas como dor, inchaço e vermelhidão na região afetada.

área

inflamada O tratamento deve ser indicado por um médico especializado e pode ser acompa- Inflamação do tendão do calcâneo* do nhado de fisioterapia. As ações mais indica- pé esquerdo. das são a imobilização da região afetada, a interrupção ou a redução de atividades intensas e repetitivas, o uso de medicamentos e, dependendo da região afetada pela inflamação e os danos provocados, muitas vezes, deve ser feita uma cirurgia.

Dr P. Marazzi/SPL/Latinstock

Diversos profissionais e atletas (como professores, pintores, digitadores, jogadores de futebol, tenistas, entre outros) podem desenvolver a tendinite em decorrência de atividades intensas e repetitivas.

5. Qual é a importância dos tendões na movimentação do corpo humano? Por ligarem os músculos aos ossos, os tendões fazem com que a contração das fibras musculares movimente determinado osso, resultando no movimento. *Popularmente conhecido como tendão de Aquiles.

Histologia animal

173

Unidade 3

Tecido conjuntivo denso


Tecido conjuntivo denso não modelado Quando as fibras colágenas são organizadas em feixes aleatórios, ou seja, sem orientação definida, o tecido chama-se denso não modelado. Nesse tecido, as fibras são organizadas em todas as direções, formando uma trama tridimensional que confere resistência ao tecido em qualquer direção. As redes de fibras elásticas frequentemente são encontradas dispersas entre as fibras colágenas.

Camadas da pele Ilustração produzida com base em: TORTORA, G. J. Corpo humano: fundamentos de Anatomia e Fisiologia. 4. ed. Porto Alegre: Artmed, 2000. p. 77.

B

Studio Caparroz

A

Tefi/Shutterstock.com

epiderme

derme

tela subcutânea célula

fibra colágena

Representação das camadas da pele A . A derme B é uma camada da pele, formada por tecido conjuntivo denso não modelado.

O tecido conjuntivo denso não modelado é encontrado em regiões que sofrem tensões em várias direções, como na região inferior da derme, nas cápsulas do baço, no testículo, no ovário, nos rins, nos linfonodos, entre outros locais. A região superior da derme é formada por tecido conjuntivo frouxo. Se achar pertinente, informe aos alunos que há, também, enxertos feitos a partir da pele de outros animais compatíveis com o ser humano, como o porco.

Biologia e Saúde

Enxerto de pele

Fotos: Dr P. Marazzi/SPL/Latinstock

O enxerto de pele consiste na transferência de um pedaço de pele saudável (enxerto) de uma área doadora para uma área receptora, onde a pele foi destruída, por causa da retirada de um tumor ou de uma queimadura grave, por exemplo. Nesses casos, a regeneração natural do tecido é muito demorada ou inviável. O enxerto pode ser retirado do corpo do próprio paciente, de um irmão gêmeo ou, ainda, de outro indivíduo. No entanto, é preferível que a pele seja retirada de outras partes do corpo do próprio paciente (como coxas, nádegas, entre outros), visando evitar a rejeição do enxerto.

Enxerto de pele na região da cabeça, após seis semanas da cirurgia do transplante de pele.

174

Enxerto de pele na região da cabeça, após um ano da cirurgia do transplante de pele.

Após a transferência do enxerto para a região danificada, ocorre a revascularização desse tecido, ou seja, a formação de vasos sanguíneos, garantindo a nutrição do tecido e a recuperação da área.


Tecido conjuntivo adiposo

A predominância de adipócitos torna o tecido adiposo uma importante fonte de energia para o organismo.* Além disso, esse tecido promove o isolamento térmico do corpo humano, reduzindo a perda de calor pela pele, auxilia a sustentação e a proteção de diversos órgãos e participa da secreção de diversas moléculas. Abaixo da pele, esse tecido modela a superfície do corpo e absorve choques mecânicos, como nas plantas dos pés e nas palmas das mãos. Existem duas variedades de tecido adiposo, classificadas quanto à sua distribuição no corpo humano, à estrutura e à fisiologia.

Tecido conjuntivo adiposo comum

*Informe aos alunos que, além da gordura, o corpo obtém energia do glicogênio armazenado nos músculos e nas células hepáticas. **A cor do tecido unilocular varia entre o branco e o amarelo-escuro, dependendo da dieta do animal.

Ilustração produzida com base em: TORTORA, G. J. Corpo humano: fundamentos de Anatomia e Fisiologia. 4. ed. Porto Alegre: Artmed, 2000. p. 75.

O tecido conjuntivo adiposo comum também é conhecido como tecido adiposo amarelo** ou unilocular. Ele é formado por células esféricas, que apresentam uma única e grande gotícula de gordura em seu citoplasma, a qual empurra o citoplasma e o núcleo para a periferia.

citoplasma gotícula de gordura

Esse tecido é altamente vascularizado e é o tipo de tecido adiposo mais comum nos animais, podendo ser encontrado, por exemplo, nas camadas subcutâneas espalhadas pelo corpo.

núcleo

6. Além do papel energético, qual é a importância da gordura das camadas subcutâneas da pele?

Representação de adipócitos uniloculares.

A gordura atua no isolamento térmico e na proteção das estruturas internas contra choques mecânicos.

Tecido conjuntivo adiposo pardo núcleo gotículas de gordura

Il us t r a ç õ e s : St u d i o C a p ar

r oz

O tecido conjuntivo adiposo pardo é também conhecido como tecido adiposo multilocular ou gordura marrom. Rico em mitocôndrias e vasos sanguíneos, ele é encontrado apenas em alguns mamíferos. É composto de adipócitos que possuem múltiplas gotículas de gordura, as quais não deslocam o citoplasma e o núcleo para a periferia da célula.

citoplasma

7. Por que o tecido adiposo multilocular possui grande quantidade de mitocôndrias? Porque a produção de calor é mediada pelas mitocôndrias, que atuam na transformação de moléculas orgânicas, como a gordura, em energia e calor.

Representação de adipócito multilocular.

Diferentemente do tecido adiposo comum, que possui ampla distribuição no animal, o tecido pardo é restrito a determinadas regiões do corpo, como ao longo do pescoço e entre os ombros. Além disso, ele se associa à produção de calor do cor*** atuando como um meio rápido de aquecimento, e nos po, principalmente em filhotes, animais hibernantes, os quais reduzem sua taxa metabólica e temperatura corporal durante o inverno. Nesse caso, o tecido pardo é essencial no despertar do animal, quando a temperatura do corpo se eleva e as funções do organismo voltam a ser executadas normalmente.

Ilustração produzida com base em: JUNQUEIRA, L. C.; CARNEIRO, J. Histologia básica. 10. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2004. p. 128.

***Veja, nas Orientações para o professor, mais informações a respeito da gordura marrom em adultos. Histologia animal

175

Unidade 3

O tecido conjuntivo adiposo é composto principalmente de adipócitos, células especializadas em armazenar gordura, principalmente triglicerídeos.


Tecido conjuntivo cartilaginoso O tecido conjuntivo cartilaginoso, ou cartilagem, possui matriz extracelular firme e flexível. A flexibilidade e a resistência à compressão permitem que esse tecido atue na absorção de choques mecânicos, na movimentação das articulações e no suporte de tecidos moles. Além disso, ele é essencial para a formação e o crescimento de muitos ossos na vida intrauterina e depois do nascimento. *Informe aos alunos que célula madura é aquela que atinge um estágio de diferenciação que lhe permite exercer todas as suas funções especializadas.

As células da cartilagem madura* são chamadas condrócitos, os quais são abrigados no interior de pequenas cavidades na matriz extracelular, as lacunas. Os condrócitos possuem núcleo grande com nucléolo proeminente. Quando jovens, essas células possuem grande quantidade de organelas, as quais são perdidas em sua maioria quando se tornam maduras. Elas secretam colágeno, principalmente do tipo II, proteoglicanas e glicoproteínas, como a condronectina. Steve Gschmeissner/SPL/Latinstock

condrócito lacuna

8. Porque as cartilagens não possuem vasos sanguíneos, nem nervos. 8. Por que o pericôndrio é importante para a manutenção do tecido cartilaginoso?

Ilustração produzida com base em: TORTORA, G. J. Corpo humano: fundamentos de Anatomia e Fisiologia. 4. ed. Porto Alegre: Artmed, 2000. p. 78.

matriz extracelular condrócitos

Condrócito presente na cartilagem da traqueia (aumento aproximado de 6 000 vezes).

matriz extracelular

A maioria das cartilagens é envolvida por uma bainha de tecido conjuntivo denso, chamado pericôndrio. Esse tecido possui nervos, vasos sanguíneos, vasos linfáticos e uma camada de células capazes de originar novos condrócitos. Além disso, é responsável pela nutrição, oxigenação e remoção de resíduos do tecido cartilaginoso. A função do tecido cartilaginoso depende principalmente da estrutura da matriz. Assim, existem três tipos de cartilagem, classificados de acordo com o tipo de fibras predominantes na matriz e com a fisiologia do tecido: a cartilagem hialina, a cartilagem elástica e a cartilagem fibrosa.

Cartilagem hialina A cartilagem hialina é a cartilagem mais abundante do corpo humano. Sua matriz é formada principalmente por fibras de colágeno tipo II, que garantem certa flexibilidade ao tecido. Essa cartilagem é encontrada, por exemplo, no nariz, na laringe, nos anéis da traqueia, nos brônquios e nas superfícies das articulações móveis.

St u d i o C a p a r r o z

Além disso, é esse tipo de cartilagem que forma o primeiro esqueleto do embrião e, consequentemente, o molde de muitos ossos durante o desenvolvimento embrionário e após o nascimento. Todas as cartilagens hialinas são envoltas pelo pericôndrio, exceto aquelas localizadas nas articulações. Na periferia dessa cartilagem, os condrócitos se apresentam de forma alongada. Já nas regiões mais profundas da cartilagem, eles possuem forma arredondada. lacuna

176

Representação de cartilagem hialina.


substância fundamental

Cartilagem elástica De modo geral, a cartilagem elástica é semelhante à cartilagem hialina. Porém, além das fibras de colágeno, ela possui predominância de fibras elásticas. Trata-se, portanto, de um tecido mais flexível do que a cartilagem hialina e atua, por exemplo, na manutenção da forma de certos órgãos.

pericôndrio lacuna

Unidade 3

Esse tipo de cartilagem apresenta pericôndrio, e os condrócitos são maiores e mais numerosos do que na cartilagem hialina. Ele também está menos sujeito a processos degenerativos. É encontrado, por exemplo, no pavilhão auditivo, nas paredes dos canais auditivos, na epiglote, entre outras estruturas do corpo humano. condrócito

Representação de cartilagem elástica.

Cartilagem fibrosa

fibras elásticas substância fundamental

A cartilagem fibrosa é conhecida também como fibrocartilagem e é composta basicamente de fibras espessas de colágeno tipo I, dispersas em pequena quantidade de substância fundamental. Essa característica garante grande resistência desse tecido à tração. A cartilagem fibrosa é considerada a mais forte das cartilagens, pois combina força e rigidez.

fibras colágenas

Nessa cartilagem, os condrócitos estão organizados em fileiras paralelas aos feixes de colágeno, os quais se orientam paralelos à tração exercida sobre a cartilagem. Ela não possui pericôndrio e é encontrada, por exemplo, nos discos intervertebrais e nos discos articulares. 9. A que proteína, colágeno ou elastina, pode ser associada a flexibilidade e a rigidez nos tecidos cartilaginosos? A flexibilidade pode ser associada à proteína elastina, e a rigidez, ao colágeno.

lacuna Representação de cartilagem fibrosa.

condrócito

Formação da cartilagem

O esquema a seguir representa a formação da cartilagem a partir de células embrionárias, as quais são chamadas células mesenquimais.

Formação da cartilagem

matriz condroblasto extracelular

Ilustrações: Studio Caparroz

matriz extracelular grupo isógeno

condrócito

Ilustrações produzidas com base em: TORTORA, G. J. Corpo humano: fundamentos de Anatomia e Fisiologia. 4. ed. Porto Alegre: Artmed, 2000. p. 78-79.

Ilustrações produzidas com base em: JUNQUEIRA, L. C.; CARNEIRO, J. Histologia básica. 10. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2004. p. 133.

célula mesenquimal

condrócitos condroblasto

centro de condrificação lacuna

No local onde será formada a cartilagem, as células mesenquimais (alongadas) retraem seus prolongamentos e se tornam arredondadas, agrupando-se nos chamados centros de condrificação.

Nos centros de condrificação, as células se diferenciam em condroblastos, os quais começam a secretar matriz extracelular ao seu redor e se isolam.

Os condroblastos ficam aprisionados na sua própria matriz celular em uma lacuna. Essa célula sofre divisão celular e origina os condrócitos, agrupados nos chamados grupos isógenos, de até oito células.

A diferenciação de condroblastos em condrócitos ocorre do centro para a periferia do tecido. Assim, as células mais centrais já apresentam as características de condrócitos, enquanto as mais periféricas são condroblastos típicos. Histologia animal

g18_ftd_lt_1nob_u3_c10_p170a177.indd 177

177

31/5/16 5:42 PM


Tecido conjuntivo ósseo O tecido conjuntivo ósseo, principal constituinte dos ossos, é o mais rígido dos tecidos conjuntivos. Sua matriz extracelular é constituída de uma porção orgânica, rica em fibras colágenas tipo I e uma porção inorgânica, composta de grande quantidade de sais minerais, principalmente íons cálcio e fosfato, que podem se depositar ao redor das fibras promovendo a calcificação da matriz celular. Steve Gschmeissner/SPL/Latinstock

O tecido ósseo está envolvido na sustentação do corpo humano e no suporte de suas partes moles. Além disso, atua na proteção do encéfalo, da medula óssea e dos pulmões, e proporciona apoio aos músculos esqueléticos, transformando as contrações musculares em movimentos, entre outras funções. Nesse tipo de tecido conjuntivo, há três tipos de células distintas: osteócitos, osteoblastos e osteoclastos.

Osteoclastos (aumento aproximado de 2 700 vezes). Essas células secretam ácidos e enzimas que atuam localmente, digerindo a matriz orgânica e dissolvendo os cristais de sais de cálcio.

10. Qual é a importância da reabsorção óssea feita pelos osteoclastos? 11. Os ossos são formados apenas por tecido ósseo?

Os osteócitos, encontrados nas lacunas da matriz como células achatadas, são o principal tipo celular do tecido ósseo. Os osteoblastos são encontrados na superfície dos ossos, dispostos lado a lado, e são responsáveis por originar os osteócitos e produzir a porção orgânica da matriz óssea. Os osteoclastos são células gigantes, móveis, muito ramificadas e com até 50 núcleos. Eles se localizam em cavidades na superfície dos ossos, onde atuam na reabsorção e remodelação do tecido ósseo. Os ossos são revestidos externamente pelo periósteo e internamente pelo endósteo, os quais contribuem para a nutrição e o fornecimento de novos osteoblastos. Apesar de bastante rígidos, todos os ossos possuem espaços entre seus componentes, que permitem a passagem de vasos sanguíneos e nervos. Observe a representação da estrutura óssea a seguir.

10. Esse processo é importante no desenvolvimento, crescimento, manutenção e reparo de ossos.

Estrutura do osso

2 1

sistema harvesiano

Studio Caparroz

lamelas concêntricas vaso sanguíneo do periósteo canal central (de Harvers) periósteo trabéculas

Osso compacto e osso esponjoso são classificações apenas macroscópicas, pois a estrutura histológica básica é a mesma para todos os ossos.

endósteo

canal perfurante (de Volkmann)

osteócito Ilustração produzida com base em: TORTORA, G. J. Corpo humano: fundamentos de Anatomia e Fisiologia. 4. ed. Porto Alegre: Artmed, 2000. p. 101.

vasos sanguíneos e nervos do canal central

1

Osso esponjoso: rede irregular de lâminas finas de tecido ósseo, denominadas trabéculas, as quais resultam muitas cavidades visíveis macroscopicamente.

2

Osso compacto: não apresenta cavidades visíveis a olho nu e possui uma organização característica, chamada sistema harvesiano, o qual é composto por lamelas concêntricas dispostas ao redor de um canal central.

178

11. Não. Além do tecido ósseo, os ossos podem conter tecido sanguíneo, tecido adiposo (medula amarela), tecido nervoso e tecido cartilaginoso (quando em crescimento).


Se considerar interessante, informe aos alunos que as fontanelas (conhecidas também como moleiras) em recém-nascidos são membranas conjuntivas que ainda não foram substituídas por tecido ósseo.

A formação dos ossos, processo conhecido como ossificação, inicia-se na vida embrionária e pode ser de dois tipos: intramembranosa ou endocondral. A ossificação intramembranosa se refere à formação dos ossos a partir de membranas de tecido conjuntivo. Como exemplo, podemos citar a formação dos ossos da cabeça, dos maxilares inferior e superior e das clavículas. A ossificação endocondral está relacionada à formação da maioria dos ossos longos* do corpo humano e ocorre a partir de um molde de cartilagem. Veja o esquema a seguir.

Processo de ossificação As células mesenquimais se unem formando o molde do futuro osso e originam os condroblastos. Estes, por sua vez, produzem colágeno, originando os condrócitos da cartilagem hialina.

2

Na região central do molde, os condrócitos aumentam de volume e a matriz cartilaginosa sofre mineralização. Além disso, ocorre a morte dos condrócitos.

3

As cavidades, antes ocupadas pelos condrócitos, são invadidas por vasos sanguíneos e células osteogênicas vindas do periósteo. Essas células se transformam em osteoblastos, que depositam matriz óssea, originando os osteócitos.

4

No caso dos ossos longos, como o fêmur, desde o início da ossificação, surgem osteoclastos que absorvem o tecido ósseo do centro do molde, originando o canal medular, o qual é preenchido pela medula óssea. 12. É possível afirmar que na ossificação o tecido cartilaginoso se transforma em tecido ósseo? Justifique.

1

2

3

4

Ilustrações: Studio Caparroz

1

13. Quais células atuam na absorção do calo ao redor do osso? Osteoclastos.

vaso sanguíneo canal medular Ilustrações produzidas com base em: TORTORA, G. J. Corpo humano: fundamentos de Anatomia e Fisiologia. 4. ed. Porto Alegre: Artmed, 2000. p. 105.

12. Não, pois o que ocorre durante a ossificação é a substituição do tecido cartilaginoso pelo tecido ósseo, e não a transformação de um tecido em outro.

Biologia e Saúde

Unidade 3

Formação dos ossos

*Informe aos alunos que os ossos longos apresentam comprimento maior que largura.

Reparo de fraturas

A fratura óssea é uma interrupção da continuidade dos ossos. No entanto, além do rompimento do tecido ósseo, os vasos sanguíneos, o periósteo e o endósteo também são rompidos. A seguir, observe um esquema do processo de reparação óssea.

Ilustrações produzidas com base em: GARTNER, L. P.; HIATT, J. L. Tratado de Histologia. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 1999. p. 121.

Studio Caparroz

Processo de reparação óssea

Inicialmente, as células osteogênicas do periósteo e do endósteo proliferam e migram para o local danificado, onde se transformam em osteoblastos, os quais originam o tecido ósseo.

Nas regiões com baixo suprimento sanguíneo, as células osteogênicas se transformam em células condrogênicas, originando tecido cartilaginoso. Os tecidos formados originam uma espécie de calo na região da fratura.

Com o aumento da vascularização, há uma gradativa substituição do tecido cartilaginoso por tecido ósseo. Assim, ocorre a reparação do osso fraturado e a absorção do calo ao redor do osso reparado.

Histologia animal

g18_ftd_lt_1nob_u3_c10_p178a184.indd 179

179

31/5/16 6:06 PM


Tecido sanguíneo O sangue é um tipo de tecido conjuntivo constituído de elementos figurados, que abrangem as hemácias, os leucócitos, as plaquetas e uma matriz extracelular, conhecida como plasma, onde esses elementos estão suspensos. Quando submetido à centrifugação, o sangue apresenta três camadas distintas. Veja a seguir.

Paul Rapson/SPL/ Latinstock

Esta camada corresponde ao plasma sanguíneo e abrange até 55% do volume do sangue centrifugado. O principal componente do plasma é a água, que constitui cerca de 90% do seu volume. Além disso, é composto de proteínas como albumina, globulinas, lipoproteínas e as proteínas de coagulação (fibrinogênio e protrombina). Uma pequena quantidade de outros solutos (nutrientes, gases, vitaminas, dejetos, entre outras substâncias) também é encontrada no plasma sanguíneo.

Tubo de ensaio contendo sangue centrifugado.

Esta camada corresponde a cerca de 1% do volume sanguíneo e é o local onde se encontram leucócitos e plaquetas. Esta camada corresponde entre 35 e 50% do volume do sangue centrifugado e é composta de hemácias.

Centrifugar: submeter uma mistura fluida à ação da força centrífuga, visando separar componentes de diferentes densidades.

As células sanguíneas são produzidas por células embrionárias (hematopoiéticas) e têm sobrevida limitada, exigindo constante renovação por meio da hematopoiese.

Steve Gschmeissner/SPL/Latinstock

medula óssea vermelha

tecido ósseo leucócitos

A hematopoiese, também chamada hemopoiese, é o processo de formação de células sanguíneas. Durante a vida embrionária e fetal, existem vários centros de produção de células do sangue, como fígado, baço, medula óssea vermelha, entre outros. No entanto, após o nascimento, esse processo de formação celular fica restrito à medula óssea vermelha, a qual se localiza no canal medular de ossos longos e nas cavidades dos ossos esponjosos. 14. Qual é a importância do tecido ósseo na hematopoiese? O tecido ósseo abriga a medula óssea vermelha, a qual é responsável pela hematopoiese. Isso ocorre no canal medular ou nos espaços dos ossos esponjosos.

Medula óssea vermelha nas cavidades do osso esponjoso (aumento aproximado de 1 000 vezes). A cor vermelha está relacionada à grande quantidade de eritrócitos em diferentes estágios de maturação. hemácia A medula óssea vermelha também atua na reserva de ferro no Como o sangue circula pelo corpo, uma de suas principais funções é o transporte organismo e na de substâncias (gases, nutrientes, metabólitos, hormônios, entre outras) no interior do destruição de eritrócitos envelhecidos. corpo do animal. O sangue participa, ainda, da regulação da temperatura corporal e Se achar interessante, informe aos alunos que, das defesas do ser vivo, atuando como uma via de migração de células de defesa no corpo, também existe a medula óssea amarela, (glóbulos brancos) e possibilitando o reparo de vasos sanguíneos lesionados por meio a qual é rica em tecido da coagulação do sangue. adiposo.

180


Nos mamíferos, de modo geral, os eritrócitos são células anucleadas. Embora as células precursoras das hemácias, os eritroblastos, localizados no interior da medula óssea, sejam nucleadas, o núcleo e todas as demais organelas são expulsos da célula à medida que ela amadurece e entra na corrente sanguínea. Essa característica impede que as hemácias se multipliquem e renovem seus componentes, resultando um tempo de vida relativamente curto (120 dias, em média) e, por isso, necessitam de renovação constante.

15. Qual é o processo responsável pela renovação das células sanguíneas nos animais? A hematopoiese.

Leucócitos

*Informe aos alunos que o gás carbônico (CO 2), eliminado na expiração, é transportado dissolvido no plasma sanguíneo e não ligado à hemoglobina, como o gás oxigênio.

Hemácias humanas (aumento aproximado de 3 400 vezes). núcleo

citoplasma CNRI/SPL/Latinstock

Em humanos, os eritrócitos são células sanguíneas em forma de discos bicôncavos, com diâmetro de 7,5 µm. Seu formato facilita as trocas gasosas, pois proporciona grande superfície de contato em relação ao volume celular. Além disso, essas células são flexíveis e capazes de passar facilmente pelos capilares sanguíneos mais finos.

Power and Syred/SPL/Latinstock

As hemácias, também conhecidas como glóbulos vermelhos ou eritrócitos, são as células responsáveis pelo transporte do gás oxigênio* no corpo dos animais. Essas células são dotadas de hemoglobina, proteína responsável pela cor vermelha do sangue e à qual o gás oxigênio se liga para ser transportado entre os tecidos do corpo.

Eritroblasto, precursor do eritrócito, é encontrado na medula óssea vermelha e apresenta núcleo (aumento aproximado de 5 000 vezes).

Os leucócitos,** ou glóbulos brancos, são células especializadas em defender o organismo, principalmente contra microrganismos invasores. Eles têm núcleo e organelas. Os leucócitos são menos numerosos que os eritrócitos e podem ser classificados, de acordo com a presença ou a ausência de grânulos específicos, em granulócitos e agranulócitos. No entanto, ambos possuem grânulos não específicos, chamados lisossomos. Ao contrário dos glóbulos vermelhos, que não saem da corrente sanguínea em condições normais, os glóbulos brancos realizam a diapedese, ou seja, a saída dos vasos sanguíneos por meio de movimentos ameboides. Dessa maneira, essas células atingem os diferentes tecidos onde irão atuar e utilizam a corrente sanguínea apenas como meio de transporte para outra região do organismo.

16. Partes do organismo invadido por microrganismos devem apresentar maior ou menor concentração de leucócitos? Por quê?

Ilustração produzida com base em: TORTORA, G. J. Corpo humano: fundamentos de Anatomia e Fisiologia. 4. ed. Porto Alegre: Artmed, 2000. p. 391.

Studio Caparroz

16. Maior concentração, pois essas células estão relacionadas à defesa do organismo contra esses microrganismos.

parede do vaso sanguíneo

leucócito tecido adjacente ao vaso sanguíneo

**Quando suspensos no sangue, os leucócitos se apresentam sob a forma esférica. Em outros tecidos, podem se apresentar sem forma definida.

Representação de leucócitos realizando diapedese.

Histologia animal

181

Unidade 3

Hemácias


Os granulócitos apresentam núcleo com formato irregular e citoplasma com grânulos específicos. Essas células têm vida curta e morrem após alguns dias no tecido para onde migram por diapedese. De acordo com a afinidade dos grânulos específicos a determinados corantes de microscopia, há três tipos de granulócitos. Veja a seguir.

Os neutrófilos possuem diâmetro entre 10 e 12 µm e núcleo multilobado,* isto é, formado por dois ou até cinco lóbulos conectados entre si. Eles são os leucócitos mais numerosos, representando 60 a 70% do total. Os neutrófilos migram para os locais onde se encontram microrganismos invasores, destruindo-os por fagocitose.

Os basófilos são células arredondadas quando em suspensão no sangue, com diâmetro entre 8 e 10 µm. Eles possuem núcleo volumoso em forma de “S” e constituem menos de 1% do total de leucócitos. Os basófilos contêm histamina, fatores de atração de eosinófilos e neutrófilos e heparina, atuando, por exemplo, nas reações alérgicas.

cience S ou

La rce / e y/ S A bb

ael ch Mi

Neutrófilo (aumento aproximado de 400 vezes).

Bio e p enc S ou h o t o A s s o c ia t e s/ S c i r ce / L a t ins t o c k

t in

st

oc

k

lóbulos

Os eosinófilos são menos numerosos que os neutrófilos, correspondendo de 2 a 4% do total de leucócitos. Eles possuem diâmetro de 10 a 14 µm e núcleo bilobado (com dois lóbulos). Eles estão envolvidos nas reações alérgicas e inflamatórias e são importantes na defesa contra parasitas extracelulares, como os helmintos.

ar Un o l ina l im B i o l ual s ite d, In og ic al Supply, Co/ V is c . /G l o w Image s

*No neutrófilo jovem, o núcleo não é segmentado em lóbulos e se apresenta sob a forma de bastonete.

Eosinófilo (aumento aproximado de 480 vezes).

Basófilo (aumento aproximado de 600 vezes).

Os linfócitos constituem uma família de células esféricas que apresentam núcleo esférico e citoplasma mais escasso. De modo geral, os linfócitos estão diretamente relacionados às defesas do animal. Por causa da variedade de tipos celulares, eles possuem diâmetro entre 6 e 18 µm e durabilidade variável, de poucos dias a alguns anos. Essa célula volta dos tecidos para o sangue, recirculando continuamente pelo corpo do animal. Os linfócitos B e T fazem parte desse grupo de células.

Dr. , ted Inc G l a d d l imi . /G e l ow n W il l is/ V isual s Un Image s

Os leucócitos agranulócitos possuem núcleo de forma regular e citoplasma desprovido de granulações específicas. Há dois tipos de leucócitos agranulócitos: os linfócitos e os monócitos. Veja, a seguir, mais informações sobre cada um deles.

og ic al Supply, C a B i o l c . /G l o w I m o/ V i s ol in In C ar l im i t e d , age ua s ls Un

Linfócito (aumento aproximado de 400 vezes).

Os monócitos são leucócitos com núcleo ovoide, em forma de rim ou ferradura, e geralmente central. Eles possuem diâmetro de 12 a 20 µm e constituem a fase imatura dos macrófagos. Quando os monócitos saem da corrente sanguínea e invadem outro tecido, eles se transformam em macrófagos, que são monócitos maduros, leucócitos maiores e que realizam intensa síntese proteica. Os macrófagos estão distribuídos na maioria dos órgãos e constituem o sistema fagocitário mononuclear. São células de vida longa que podem sobreviver por meses no tecido. Monócito (aumento aproximado de 480 vezes).

182


st

k

O vírus HIV entra no citoplasma dos linfócitos e, por ação de enzimas, libera o seu material genético, que é incorporado ao DNA da célula de defesa, adquirindo condições para multiplicar-se dentro dela.

Unidade 3

Eye of S

cien

ce /

L SP

/L

at

O HIV (do inglês human immunodefficiency virus) é um vírus que infecta células de defesa do corpo humano e causa a síndrome da imunodeficiência adquirida (do inglês acquired immunodeficiency syndrome, cuja sigla é AIDS). Esse vírus atinge especialmente os linfócitos.

in

Linfócitos e HIV

oc

Biologia e Saúde

NIBSC/SPL/Latinstock

Vírus HIV (aumento aproximado de 120 000 vezes).

A multiplicação do HIV leva os linfócitos à morte. Como essas células são importantes no combate aos microrganismos, ocorre a redução das defesas do organismo, tornando-o suscetível à entrada e à proliferação de agentes invasores.

Linfócito T infectado com vírus HIV (aumento aproximado de 5 600 vezes).

Por fim, ao sair do linfócito, o HIV está pronto para infectar outras células de defesa do corpo humano. vírus HIV

Plaquetas SPL/Latinstock

As plaquetas, ou trombócitos, são fragmentos de células não nucleados e em forma de disco. Elas derivam de células chamadas megacariócitos, presentes na medula óssea. Estes se dividem em fragmentos de citoplasma, os quais possuem diâmetro entre 2 e 4 µm e, de um modo geral, possuem tempo de vida curto, permanecendo apenas alguns dias na corrente sanguínea.

filopódios

Plaqueta (aumento aproximado de 11 000 vezes). Quando está em contato com vasos sanguíneos lesionados, o trombócito desenvolve prolongamentos citoplasmáticos chamados filopódios.

17. Qual é a importância das plaquetas? 18. O coágulo é formado apenas pelas plaquetas?

CNRI/SPL/Latinstock

O estado líquido do sangue no interior dos vasos sanguíneos exige um mecanismo de proteção que bloqueie a saída de sangue em vasos sanguíneos lesionados. Nesse sentido, as plaquetas atuam formando tampões plaquetários, que são acúmulos dessas células na região da lesão. Esses tampões auxiliam na formação de coágulos (trombos), os quais consistem em uma malha de fibras proteicas na qual as células do sangue ficam aprisionadas.

Coágulo sanguíneo (aumento aproximado de 5 000 vezes). plaqueta fibra proteica

17. As plaquetas evitam sangramentos excessivos. 18. Não, o coágulo é formado pelas plaquetas, malha de fibrilas e células sanguíneas nela aprisionadas.

hemácia

Histologia animal

g18_ftd_lt_1nob_u3_c10_p178a184.indd 183

183

31/5/16 6:18 PM


Tecido nervoso O tecido nervoso é o principal constituinte do sistema nervoso e está relacionado basicamente à percepção, à análise, à integração de estímulos externos e internos e à geração de respostas a esses estímulos. Ele é composto basicamente de dois grupos de células: os neurônios e os gliócitos. Os neurônios, ou células nervosas, são altamente especializados em captar estímulos, convertê-los em impulsos nervosos e conduzi-los a outras células. Possuem dimensões e formas muito variáveis e são compostos de três regiões distintas. Veja-as a seguir.

*Informe aos alunos que neurônios com esse comprimento são observados, por exemplo, na inervação dos músculos do pé.

Estrutura do neurônio Os dendritos são prolongamentos geralmente curtos e muito ramificados. Normalmente são numerosos, o que aumenta a superfície celular. Eles atuam na recepção de estímulos, conduzindo-os ao corpo celular do neurônio.

**Anteriormente conhecido como bainha de mielina.

O corpo celular possui forma e tamanho variável, dependendo do tipo e da localização do neurônio. Ele abriga o núcleo, o qual geralmente é esférico, grande, e central, com um nucléolo bem visível. O citoplasma do corpo celular é rico em organelas, porém os centríolos são únicos e vestigiais.

****Se achar interessante, comente com os alunos que há outros dois tipos de gliócitos: as células ependimais e as células satélites.

Tefi/Shutterstock.com

***Anteriormente chamados de células de Schwann.

botões terminais

A7 Estudio

extrato mielínico

nódulos de Ranvier

Corbis/Latinstock

Representação de neurônio mielínico.

Ilustração produzida com base em: TORTORA, G. J. Corpo humano: fundamentos de Anatomia e Fisiologia. 4. ed. Porto Alegre: Artmed, 2000. p. 209.

O axônio é um prolongamento especializado em conduzir o impulso nervoso ao longo do neurônio e deste para outras células. Existem axônios que podem atingir até 1 m de comprimento.* Eles não se ramificam abundantemente e sua porção final apresenta várias ramificações que terminam em estruturas em forma de bulbo, os botões terminais (bulbos sinápticos), onde são armazenados os neurotransmissores, substâncias que fazem com que o impulso seja transmitido entre o axônio de um neurônio e os dendritos de outro.

O axônio da maioria dos neurônios de vertebrados é circundado pelo extrato mielínico,** formado por várias camadas de membrana celular rica em lipídios. Ele é produzido por gliócitos específicos e se interrompe em intervalos regulares, formando os nódulos de Ranvier. Os neurônios que possuem esse extrato são chamados mielínicos, enquanto os desprovidos desse envoltório são conhecidos como amielínicos. Os gliócitos, também chamados células da glia, atuam principalmente na proteção e nutrição dos neurônios. Eles englobam diferentes tipos celulares que podem exercer funções variadas no tecido nervoso. Os astrócitos, por exemplo, auxiliam no controle do conteúdo extracelular e na absorção de excesso de neurotransmissores. *** por sua vez, Os oligodentrócitos e os neurolemócitos, são responsáveis pela produção do extrato mielínico, nos neurônios da porção central e periférica do sistema nervoso, respectivamente. Já as micróglias realizam fagocitose no sistema nervoso.**** Gliócitos (em amarelo) associados a ramificações de axônios (aumento aproximado de 2 000 vezes).

184


Anatomicamente, o sistema nervoso pode ser dividido em parte central (a qual abrange o encéfalo e a medula espinal) e em parte periférica (formada basicamente por nervos e gânglios).

As fibras nervosas correspondem ao axônio dos neurônios junto ao seu extrato mielínico. Essas fibras podem se agrupar e formar os nervos, constituídos de grupos parte central do sistema nervoso, de fibras nervosas, associados ao tecido conjuntivo. Na os feixes de fibras mielínicas recebem o nome de trato.

C

B

gliócitos

St e

ve

Gsc

hm eiss

ner/ SPL /

L at

ins

toc

k

f2042Pixologicstudio/ SPL/Latinstock

corpo celular

Gânglio do nervo espinal em corte (aumento aproximado de 2 500 vezes).

19. Identifique na imagem ao lado a que parte do sistema nervoso as estruturas indicadas pelas letras A, B e C pertencem. A e B: parte periférica; C: parte central.

Representação de medula espinal em corte. A

Os nervos, assim como os músculos esqueléticos, possuem uma organização característica. Veja o esquema a seguir.

Estrutura de um nervo

B A

A7 Estudio

Ilustrações produzidas com base em: GARTNER, L. P.; HIATT, J. L. Tratado de Histologia. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 1999. p. 165.

C

Angelo Shuman

A

No interior de cada feixe do nervo, há várias fibras nervosas, envoltas por um tecido conjuntivo, formado principalmente por fibras reticulares, o endoneuro.

B

Cada um dos feixes de fibras nervosas é revestido por várias camadas de células achatadas e justapostas, o perineuro. Este auxilia na defesa do tecido nervoso e no controle de macromoléculas que atingem as fibras.

C

O nervo é revestido externamente por uma camada de tecido conjuntivo, o epineuro, que também preenche os espaços entre os feixes de fibras nervosas.

20. Os nervos são constituídos apenas de tecido nervoso? Justifique. Não, pois o nervo engloba os axônios dos neurônios mielínicos, associados a camadas de tecido conjuntivo: perineuro, epineuro e endoneuro.

Histologia animal

185

Unidade 3

A grande maioria dos corpos celulares dos neurônios se localiza na parte central do sistema nervoso. No entanto, na parte periférica, pode ocorrer acúmulo de corpos celulares, formando os gânglios. Estes geralmente são esféricos, protegidos por cápsulas conjuntivas e associados a nervos.


Impulso nervoso As células nervosas são excitáveis, ou seja, capazes de converter um estímulo (elétrico, químico ou mecânico) em um impulso nervoso. Um neurônio que não está transmitindo um impulso nervoso (em repouso) apresenta a face interna da membrana celular carregada negativamente e a face externa carregada positivamente. Isso ocorre porque há maior concentração de íons sódio (Na+) no meio extracelular e de íons potássio (K+) no meio intracelular, e também em virtude da grande quantidade de macromoléculas carregadas negativamente no interior da célula.

Ilustrações produzidas com base em: TORTORA, G. J. Corpo humano: fundamentos de Anatomia e Fisiologia. 4. ed. Porto Alegre: Artmed, 2000. p. 209, 213.

face interna da membrana plasmática face externa da membrana plasmática

21. Não, apenas os neurônios possuem essa capacidade. 21. Tanto os neurônios quanto os gliócitos podem transmitir o impulso nervoso?

meio intracelular

meio extracelular

*Veja informações sobre os valores de potencial de repouso nas Orientações para o professor. Representação das cargas elétricas da membrana plasmática do neurônio.

Essa diferença na distribuição de cargas elétricas entre as faces da membrana celular de neurônio em repouso é chamada potencial de repouso e a membrana é denominada polarizada. Esse potencial de repouso é de, em média, -70 mV* e é mantido graças à atuação de proteínas existentes na membrana celular, principalmente a bomba de sódio e potássio**que realiza o transporte ativo desses íons. Veja, a seguir, os eventos celulares observados nos neurônios após a chegada de um estímulo aos dendritos. **Se necessário, retome o assunto bomba de sódio e potássio visto no capítulo 5 deste volume. meio extracelular

Transmissão do impulso nervoso no neurônio I

Durante o repouso, há uma grande quantidade de íons Na+ fora da célula e K+ no interior da célula. A chegada do estímulo à membrana celular altera os canais iônicos voltagem***em parte da membrana celular. Como resultado, -dependentes há um influxo de Na+ na célula e início da despolarização da membrana, com sua face interna se tornando gradativamente menos negativa.

II

Se o estímulo for suficientemente forte, ocorre, na membrana celular, a formação de um potencial de ação, ou impulso nervoso, que se caracteriza pela rápida alteração do potencial de membrana e pela inversão momentânea da polaridade.

III

A despolarização de uma área da membrana celular interfere nos canais iônicos das regiões adjacentes, iniciando a despolarização de áreas vizinhas da membrana plasmática. Assim, ocorre a transmissão do impulso nervoso ao longo do axônio.

IV

Após um curto intervalo de tempo, os canais de sódio se fecham e os de potássio se abrem, possibilitando a saída de potássio da célula. Com isso, a célula se repolariza e retoma o potencial de repouso da membrana.

I

meio intracelular

II

III

IV

íon sódio (Na+) íon potássio (K+) impulso nervoso

***Os canais iônicos voltagem-dependentes são aqueles cuja abertura e fechamento são controlados pelo potencial de membrana.

Ilustrações: A7 Estudio

Acima, foi descrita a propagação contínua do sinal elétrico, observada em neurônios amielínicos. Nas células nervosas dotadas de extrato mielínico, a despolarização da membrana celular ocorre apenas nas regiões dos nódulos de Ranvier. A propagação do impulso nervoso em neurônios mielínicos ocorre de um nódulo ao outro, caracterizando a propagação saltatória, que aumenta a velocidade de transmissão do impulso nervoso ao longo da célula. Veja ao lado. Representação de propagação saltatória.

186


Atividades

Responda as atividades no caderno.

Veja as respostas das questões desta seção nas Orientações para o professor.

1. O que caracteriza o tecido conjuntivo?

2. Qual é a importância do tecido conjuntivo? 3. Quais são as principais fibras constituintes do tecido conjuntivo? Unidade 3

4. O que são fibroblastos? Qual é a sua importância? 5. Cite um tipo de cartilagem e explique sua importância. 6. Quais são os componentes do tecido conjuntivo frouxo? 7. Quais são as principais características das células do tecido ósseo: osteócito, osteoblasto e osteoclasto?

8. Quais são as células que compõem o tecido sanguíneo? 9. Qual é a importância do tecido nervoso para o corpo humano? 10. Quais são as principais células que compõem o sistema nervoso? 11. Descreva a importância dos neurônios para o tecido nervoso. 12. Reescreva as afirmações abaixo no caderno, corrigindo-as. a ) Os condrócitos são as células que compõem o tecido ósseo. b ) Os eritrócitos, conhecidos também como glóbulos brancos, são células que compõem o tecido sanguíneo. c ) Os osteócitos são responsáveis pela reabsorção e remodelação óssea. d ) Os feixes de fibras reticulares organizados paralelos uns aos outros formam o tecido conjuntivo denso modelado. e ) Os eosinófilos são granulócitos responsáveis pela fagocitose de microrganismos invasores.

13. A osteoporose ocorre em razão da redução da massa óssea, levando os ossos à fraqueza e tornando-os propensos a fraturas. A osteoporose é comumente observada em idosos, em pessoas com uma dieta pobre em cálcio ou com histórico familiar da doença e em mulheres na menopausa. Nesse último caso, os níveis de estrogênio diminuem, levando ao aumento da atividade dos osteoclastos.

A

B

Comparação entre um osso sem osteoporose A e um osso com osteoporose B .

Nucleus Medical Art Inc/Alamy Stock Photo/Latinstock

Como os osteoclastos podem promover a redução da massa óssea?

14. O hemograma completo é um exame de sangue no qual aparece tanto a quantidade de elementos sanguíneos quanto o hematócrito, ou seja, a porcentagem de volume ocupada pelas hemácias no volume total de sangue coletado. Joana estava se sentindo muito cansada e sonolenta, por isso sua mãe a aconselhou a procurar um médico, o qual suspeitou de anemia. Como a anemia se caracteriza, entre outros problemas, pela redução de hemácias no corpo humano, o médico inicialHemograma mente pediu um hemograma completo. Veja, ao lado, parte do resultado do exame de sangue. Com base nos dados observados, a hipótese levantada pelo médico foi confirmada? Explique.

Intervalo referencial

Quantidade encontrada

Homem

Mulher

Hemácias

4,32 milhões/mm 3

4,6 a 6,2 milhões/mm 3

4,2 a 5,4 milhões/mm 3

Hemoglobina

12,5 g/dL

13,5 a 18 g/dL

12 a 16 g/dL

Hematócrito

40%

40 a 54%

38 a 47%

Eritrograma

Fonte: Dados fictícios.

Histologia animal

187


15. Leia o trecho a seguir e responda às questões. [...] Como é realizada a lipoaspiração? Se inicia com mínimas incisões na pele (menos de 5mm) em áreas discretas ou camufláveis, e através de cânulas especiais o cirurgião plástico aspira aquelas gordurinhas indesejadas do seu corpo. Após a aspiração, a incisão é fechada com 1 a 2 pontos na pele e é realizado um curativo pequeno na área. [...] MITOS e verdades da lipoaspiração procedimento estético é um dos mais procurados no Brasil por quem quer perder gordura localizada. R7, São Paulo, 15 out. 2015. Notícias. Disponível em: <http://noticias.r7.com/dino/entretenimento/mitose-verdades-da-lipoaspiracao-procedimento-estetico-e-um-dos-mais-procurados-no-brasil-por-quem-buscaperder-gordura-localizada-15102015>. Acesso em: 29 fev. 2016.

a ) Qual é o tipo de tecido adiposo encontrado nas regiões onde é realizada a lipoaspiração? b ) Em determinadas quantidades, a gordura é essencial ao organismo. Qual é a importância do tecido adiposo para o corpo humano?

16. Em uma aula sobre tecido ósseo, foi realizada a atividade prática descrita abaixo.

Daniel Zeppo

A fim de demonstrar aos alunos o que caracteriza a dureza de um osso, o professor separou dois ossos da coxa de frango limpos. Ele segurou um dos ossos com uma pinça e o colocou sobre a chama por alguns minutos. O professor esperou o osso esfriar e pediu ajuda a dois alunos. Um deles tentou torcer o osso que ficou na chama e o outro fez o mesmo com o outro osso. O osso que foi exposto à chama quebrou facilmente enquanto o outro se manteve intacto.

a ) A matriz óssea é composta de componentes inorgânicos e orgânicos. Que componentes são esses? b ) Por que o osso quebrou facilmente após o contato com a chama?

17. A medula óssea vermelha é encontrada no interior de alguns ossos e participa da produção das células do sangue. Entretanto, há casos em que a medula óssea não realiza seu papel adequadamente e é necessário que a pessoa passe pelo processo de transplante de medula. Sobre isso, leia o trecho do texto abaixo e responda às questões propostas.

[...] No entanto, é muito difícil achar um doador compatível e, por isso, os médicos ressaltam a importância de doar [medula] para aumentar as possibilidades para os pacientes que precisam. Pessoas de 18 a 55 anos em bom estado de saúde podem se cadastrar para doar [...]. [...] ENTENDA como funciona a doação e o transplante de medula óssea. G1, São Paulo, 5 set. 2013. Bem estar. Disponível em: <http://g1.globo.com/bemestar/noticia/2013/09/entenda-como-funcionam-doacao-eo-transplante-de-medula-ossea.html>. Acesso em: 29 fev. 2016.

a ) Quais são as células de defesa que compõem o tecido sanguíneo? b ) Qual é a importância dos glóbulos vermelhos? c ) Explique a importância das plaquetas para o corpo humano. d ) Qual é a importância do transplante de medula óssea?

a ) Em que tecido do corpo humano essa célula é encontrada? b ) Identifique cada uma das partes indicadas. c ) Descreva a importância das estruturas indicadas ao lado.

188

B A

A7 Estudio

18. Observe a estrutura ao lado.

Ilustração produzida com base em: TORTORA, G. J. Corpo humano: fundamentos de Anatomia e Fisiologia. 4. ed. Porto Alegre: Artmed, 2000. p. 209.

C D


19. (Ufla) Leia as afirmativas seguintes: I ) É um tipo de tecido conjuntivo especial. II ) Tecido avascularizado. III ) A matriz extracelular é produzida por condroblasto e condrócitos. a ) ósseo

b ) adiposo

c ) cartilaginoso

d ) conjuntivo frouxo

Unidade 3

As características citadas referem-se ao tecido

20. (UFSC) O neurônio é uma célula altamente especializada, didaticamente dividida em três regiões: dendritos, corpo celular e axônio, conforme a figura abaixo. Considere o esquema de uma célula neural e assinale a(s) proposição(ões) correta(s). 01 ) Um neurônio em repouso apresenta as concentrações dos íons de sódio e potássio semelhantes às encontradas no meio extracelular. 02 ) Em um neurônio em repouso, a superfície interna da membrana plasmática é eletricamente negativa em relação à superfície externa. 04 ) Quando o impulso nervoso ocorre, há abertura dos canais de sódio e ocorre grande influxo deste íon para o interior da célula através de transporte ativo. 08 ) O impulso nervoso ocorre sempre no sentido 3

Ilustração produzida com base em: TORTORA, G. J. Corpo humano: fundamentos de Anatomia e Fisiologia. 4. ed. Porto Alegre: Artmed, 2000. p. 209.

corpo celular

2

A7 Estudio

ax

ôn

io

meio intracelular: K+: 150mM/Na+: 15mM meio extracelular: K+: 15mM/Na+: 200 mM

1.

dendritos

16 ) Se colocado em meio hipertônico, o neurônio acima terá saída de água por osmose, um tipo de transporte de membrana que utiliza ATP. 32 ) Se colocado em meio hipotônico, o neurônio acima terá uma entrada passiva de água por osmose, sendo a homeostase celular facilmente restabelecida por bombas de água que ocorrem em toda membrana plasmática.

21. (Ufla) Apresentam-se a seguir quatro afirmações relativas às células do tecido ósseo. Marque-as com V (verdadeiro) ou F (falso) [e escreva no caderno] a alternativa que apresenta a sequência correta.

• Osteoclastos são células multinucleadas. • A síntese de matriz óssea é realizada pelos osteoblastos. • Osteócitos são responsáveis pela reabsorção da matriz óssea. • Os minerais são depositados na matriz óssea pelos osteoclastos. a) V – F – F – V

b) F – V – V – F

c) F – F – V – V

d) V – V – F – F

Refletindo sobre o capítulo

Veja as respostas das questões desta seção nas Orientações para o professor.

A Analise as respostas dadas às questões b e c da página 170 sobre os tecidos humanos, completando-as ou corrigindo-as, se necessário. B Os tecidos ocorrem de maneira isolada no corpo dos animais ou em associações uns com os outros? Cite um exemplo. C Como a permeabilidade seletiva da membrana celular interfere na capacidade da célula nervosa de produzir e propagar impulso nervoso?

Histologia animal

189


Trocando ideias

A anorexia e suas consequências

Leia o trecho da reportagem a seguir. *No texto, peso refere-se à massa corporal e não ao conceito físico que envolve a gravidade e a massa.

Multifatorial: influenciado por diversos fatores.

Jovens mulheres são principais vítimas de bulimia e anorexia nervosa A anorexia e a bulimia são chamadas pelas adolescentes de “Ana” e “Mia”, consideradas por elas as principais companheiras nos momentos de desespero. Nos blogs, as jovens desabafam e trocam informações de como perder peso,* ficar sem comer por dias e estratégias para expelir o alimento. Fotos de meninas muito magras são usadas para inspirar as leitoras. Ao contrário de muitos sites, que servem como fonte de informações para as famílias aprenderem a lidar com os filhos que sofrem com bulimia e anorexia nervosa, estes blogs são considerados pelos médicos incentivadores para o surgimento ou agravamento dos transtornos alimentares. A principal orientação para os pais é bloquear estas páginas principalmente se tiverem crianças e adolescentes em casa, porque são justamente eles, os mais vulneráveis. MAIA, Cristina. Jovens mulheres são principais vítimas de bulimia e anorexia nervosa. G1, São Paulo, 19 jul. 2012. Jornal Hoje. Disponível em: <http://www.g1.globo.com/jornal-hoje/noticia/2012/07/jovens-mulheres-sao-principais-vitimas-de-bulimia-e-anorexia-nervosa.html>. Acesso em: 29 fev. 2016.

Você já ouviu falar em transtornos alimentares? Trata-se de uma série de doenças relacionadas à alimentação e à autoimagem. A anorexia, a bulimia e a compulsão alimentar são os transtornos alimentares mais comuns. Todos esses transtornos alimentares são influenciados por diversos fatores e precisam de tratamento médico. A bulimia refere-se ao ato de eliminar os alimentos após sua ingestão por meio do vômito e a compulsão alimentar está relacionada ao ato de ingerir grande quantidade de alimentos em pouco tempo.

Phototake RM/Nucleu/Diomedia

A anorexia nervosa é um distúrbio alimentar multifatorial, em que o individuo não aceita manter sua massa corporal nos valores considerados adequados, apresentando temor intenso de engordar, o que causa perturbações significativas no tamanho e na forma do seu corpo.

Na anorexia, a pessoa se sente diferente do que ela realmente é e de como os outros a veem. A pessoa com anorexia não aceita que está abaixo da massa corpórea normal e não considera a opinião dos outros. No início, a pessoa com esse tipo de transtorno alimentar sente fome, mas não se alimenta. Com o tempo, a pessoa passa a não comer quase nada. Dessa maneira, seu corpo muda rapidamente. Embora a perda de massa corporal seja rápida, o tratamento é lento e exige que a pessoa volte a ingerir alimentos e ganhar massa corporal aos poucos, além de ter que mudar a maneira como se vê e como lida com os alimentos.

190

g18_ftd_lt_1nob_u3_c10_p185a193.indd 190

31/5/16 6:23 PM


Fresnel/Shu tterstock.com

Ainda sobre a anorexia nervosa, é válido destacar que ela comumente causa desnutrição de grau variável, acompanhada de alterações no funcionamento de glândulas relacionadas ao metabolismo e à sexualidade, além de afetar o metabolismo. Entre os sintomas característicos, percebe-se: a restrição alimentar, a prática excessiva de exercícios físicos e a utilização de medicamentos, como laxantes, diuréticos e anfetaminas (presentes nos inibidores de apetite). Entre as inúmeras consequências da anorexia, podemos citar: a redução da pressão arterial e da temperatura corpórea; a redução do tamanho do coração, a anemia, a hipoglicemia (baixas taxas de glicose no sangue), a redução da produção de hormônios, o desenvolvimento de diabetes tipo I, entre outras. Quando a anorexia nervosa ocorre na pré-puberdade, há um dano ainda mais sério: o atraso na maturação sexual, no desenvolvimento físico e no crescimento, levando a pessoa a apresentar uma estatura abaixo da média esperada. Os dados da literatura médica apontam que a doença pode afetar até 20% das adolescentes de todas as classes sociais. As estimativas de morbidade e mortalidade decorrente dos casos de anorexia nervosa estão em torno de 4% a 8%.

Morbidade: incidência relativa de uma doença.

As taxas de transtornos alimentares aumentaram significativamente nas últimas quatro décadas. As características clínicas da anorexia nervosa na adolescência são semelhantes às de pacientes adultos, mas nos adolescentes a tendência em apresentar graus mais elevados é maior, por causa da diferença na distribuição do tecido adiposo no corpo humano. A perda de massa corporal nos jovens é mais rápida, atingindo, assim, os estágios mais graves da anorexia nervosa em períodos mais curtos. A quantidade de gordura corporal ideal deve ser calculada por meio do índice de massa corpórea (IMC). Veja na tabela abaixo. Interpretação do IMC Valor do índice

Classificação

Menor que 18,5

Magreza

Entre 18,5 e 24,9

Normal

Entre 25,0 e 29,9

Sobrepeso I

Entre 30,0 e 39,9

Obesidade II

Maior que 40,0

Obesidade Grave III

Para descobrir o seu IMC, acesse o site e calcule-o:

••<http://tub.im/dukvuh> Acesso em: 29 fev. 2016.

Fonte: <www.endocrino.org.br/teste-seu-imc>. Acesso em: 5 maio 2016.

Veja as respostas das questões desta seção nas Orientações para o professor.

a ) Converse com seus colegas sobre a relação entre os padrões estéticos atuais, a autoimagem e os transtornos alimentares. b ) Forme grupo com três colegas e elaborem um pequeno texto explicando o que é esse transtorno alimentar e quais são as consequências para a saúde. Com os demais grupos, realizem uma exposição dos textos na escola. Histologia animal

191

Unidade 3

A perda de massa corpórea, intencionalmente induzida e mantida pela pessoa, é mais comum em adolescentes do sexo feminino, embora a anorexia possa ocorrer em adolescentes do sexo masculino, em homens ou em crianças.


Explorando o tema

Doação de sangue

Veja o trecho da reportagem do Ministério da Saúde sobre doação de sangue no Brasil.

Ministério da Saúde lança nova campanha de doação de sangue [...] O Ministério da Saúde decidiu manter o slogan utilizado na campanha anterior “Seja para quem for, seja doador”, devido à necessidade de reforçar junto à população que não é preciso conhecer ou ser próximo de alguém para se sensibilizar com a causa e doar sangue [...] [...] Atualmente, são coletadas no país, cerca de 3,6 milhões de bolsas/ ano, o que corresponde ao índice de 1,8% da população doando sangue. Embora o percentual esteja dentro dos parâmetros da Organização Mundial de Saúde (OMS), o Ministério da Saúde trabalha para aumentar este índice. Em 2012, o Ministério da Saúde reduziu a idade mínima de 18 para 16 anos (com autorização do responsável). Com a expansão das idades mínima e máxima dos doadores, houve a abertura para 8,7 milhões de novos voluntários [...] PORTAL DA SAÚDE. Ministério da saúde lança nova campanha de doação de sangue. 13 jun. 2014. Disponível em: <http://portalsaude.saude.gov.br/index.php/cidadao/principal/agencia-saude/13355-ministerio -da-saude-lanca-nova-campanha-de-doacao-de-sangue>. Acesso em: 29 fev. 2016.

Ministério da Saúde/Governo Federal

O crescente aumento de cirurgias eletivas, transplantes e transfusões decorrentes de atendimentos de emergência nos hospitais brasileiros mobilizou o Ministério da Saúde a realizar campanhas de conscientização da importância da doação de sangue. O objetivo é aumentar continuamente a quantidade de doadores de sangue no país.

Cartaz de campanha de doação de sangue do Ministério da Saúde, veiculada em 2014.

192


Para ser doador de sangue, é preciso ter entre 18 e 69 anos e massa corporal acima de 50 quilogramas. Já os adolescentes entre 16 e 17 anos podem doar desde que tenham consentimento do responsável legal. Ao longo de um ano, os homens podem doar até quatro vezes e as mulheres, até três vezes.

Unidade 3

Não podem ser doadores de sangue: pessoas que tiveram diagnóstico de hepatite, mulheres grávidas ou amamentando, pessoas expostas a doenças transmissíveis pelo sangue como HIV, hepatite, sífilis e doença de Chagas, além de usuários de drogas ilícitas. Para que seja possível a doação de sangue, é necessário ter compatibilidade sanguínea. A diferença entre esses grupos de sangue deve-se à presença, nas hemácias, de uma proteína chamada aglutinogênio (que pode ser A ou B). Quando a pessoa apresenta aglutinogênio A, seu tipo sanguíneo é A; quando tem aglutinogênio B, tem sangue tipo B; quando possui os dois aglutinogênios, a pessoa é AB; já quando não tem aglutinogênio, o sangue é tipo O. Além disso, no plasma sanguíneo existe um anticorpo chamado aglutinina, que pode ser anti-A (reconhece o aglutinogênio A) e anti-B (reconhece o aglutinogênio B). O sangue do tipo A tem anti-B; o sangue do tipo B tem anti-A; o sangue do tipo AB não tem aglutinina; o sangue do tipo O tem ambas as aglutininas, A e B. Veja, no quadro abaixo, os doadores e os receptores do sistema ABO. Grupo sanguíneo

Pode doar sangue para

A

A

O

A

AB

B

B

O

B

AB

B

AB

AB

Somma Studio

Pode receber sangue de

O

A

AB

O

O

A

B

AB

O

Veja as respostas das questões desta seção nas Orientações para o professor.

A ilustração ao lado demonstra o índice de doação de sangue de acordo com a faixa etária e as regiões brasileiras. Observe.

Doadores de sangue no Brasil, por faixa etária, em 2013

a ) Você considera que a quantidade de doadores de sangue no Brasil é suficiente para as necessidades hospitalares?

18 a 29 anos

Acima de 29 anos

c ) Você conhece alguém que já recebeu sangue? E alguém que já doou? Como essas pessoas se sentiram após o ato? Converse sobre isso com seus colegas. d ) Você sabe qual é o seu tipo sanguíneo?

Poliana Garcia

b ) Como seria possível aumentar a quantidade de doadores jovens (até 29 anos de idade)?

43,13%

56,87%

Fonte: ANVISA. Relatório dos dados da produção hemoterápica brasileira – Hemoprod 2013. Brasília: Anvisa; Sumed; GGPBS. Disponível em: <http://portal.anvisa.gov.br/wps/wcm/ connect/ f7c409004a8df565884ebb486c3ae 08b/Relat%C3%B3rio+Hemoprod+ 2013+FINAL.pdf?MOD=AJPERES>. Acesso em: 29 fev. 2016.

Histologia animal

193


Bedell, Daniel A./Animals Animals/ Earth Scenes/Keystone

unidade

Reprodução e Embriologia

194


A reprodução ocorre em todos os seres vivos, e é responsável pela manutenção das espécies do planeta. Dos seres mais simples constituídos de uma única célula aos seres multicelulares, a reprodução ocorre a partir de divisões celulares. Com isso, as informações genéticas são transmitidas de uma geração a outra e assim as espécies se mantêm. Nesta unidade, estudaremos a reprodução dos seres vivos, as noções de desenvolvimento embriológico e a reprodução humana. Veremos que alguns seres vivos se desenvolvem em ovos, outros no interior do corpo de outros seres vivos. Alguns originam vários filhotes, enquanto outros têm um filho por vez. Estudaremos que o processo reprodutivo é fundamental para a existência de vida na Terra.

Ser vivo adulto Urso-polar: pode atingir 3,4 m de comprimento.

Urso-polar fêmea cuidando dos filhotes.

195


Maison Jerome/National Goegraphic/Album/Latinstock

capítulo

Cena do filme A marcha dos pinguins, de 2006.

Ser vivo adulto Pinguim-imperador: pode atingir 1,15 m de altura.

A) Possíveis respostas: diferença - os pinguins realizam postura de ovos, enquanto a maioria dos mamíferos é vivípara e os filhotes se desenvolvem no útero materno. Semelhança - o cuidado com a prole após o nascimento. Os mamíferos amamentam seus filhotes, enquanto os pinguins-imperadores regurgitam alimento. B) Resposta pessoal. O cuidado dos pais com os filhotes é fundamental à sua sobrevivência. Enquanto recebem cuidados, os pais oferecem os alimentos necessários e os ensinam a se abrigar, procurar alimento e a se defender.

196

C) Sem a participação do macho, a fêmea não poderia deixar o ovo para buscar alimento. Esse comportamento amplia as chances de sucesso da espécie, já que o filhote é mantido sob proteção e cuidado do pai.

Reprodução dos seres vivos

Os pinguins-imperadores são encontrados na Antártica e sua reprodução é considerada tão peculiar que foi retratada no filme A marcha dos pinguins, do diretor Luc Jacquet, lançado no Brasil em 2006. Os pinguins marcham para a área de reprodução, onde os casais se encontram e geram um único ovo. Após a postura, a fêmea passa o ovo ao macho, que inicia a incubação. Ela vai ao mar e nada cerca de 200 km para procurar comida para o filhote que nascerá entre 62 e 67 dias após a postura. No inverno antártico, enquanto a mãe nada em busca de alimento, o pai cuida do ovo aquecendo-o e protegendo-o do frio. Se o filhote eclodir antes de a fêmea retornar, o macho utiliza uma reserva de alimento presente em seu esôfago para alimentá-lo. Ele é capaz de manter o filhote por até 10 dias, o qual pode ficar sem comer no máximo 24 horas. Quando a fêmea retorna, o pai segue para o mar em busca de alimento enquanto a mãe se torna responsável pelos cuidados do filhote. Eles se revezam para alimentá-lo durante alguns meses, alternando as idas até o mar em busca de alimento. A Cite uma diferença e uma semelhança entre a forma de reprodução dos pinguins-imperadores e a da maioria dos mamíferos. B Você considera o cuidado dos pais com os filhotes de pinguins-imperadores um fator responsável pela sobrevivência da espécie? Explique. C O ovo deve ficar em contanto com o corpo do pai durante todo o desenvolvimento, pois, se entrar em contato com o gelo, ele congela e morre. Explique a importância do macho no processo reprodutivo dos pinguins-imperadores.


Reprodução assexuada A reprodução é o processo pelo qual os seres vivos geram descendentes, transmitindo-lhes o material genético. É esse processo que permite a manutenção das espécies. A reprodução pode ser dividida em dois tipos: assexuada ou sexuada. Na reprodução assexuada, o ser vivo gera uma cópia de si mesmo. Assim, o descendente apresenta o mesmo material genético do ser vivo que lhe originou. Observe a seguir, alguns tipos de reprodução assexuada.

Divisão binária em bactérias 1

2

4

DNA

1

Ocorre a duplicação do DNA.

2

A parede celular e a membrana plasmática começam a se dividir.

3

As paredes celulares se formam ao redor das regiões com DNA duplicado.

4

As células se separam.

3

Unidade 4

Na divisão binária, também chamada cissiparidade, um ser vivo origina outro por meio da mitose. Assim, ambos são diploides. Esse tipo de reprodução é encontrado em organismos unicelulares, como bactérias, alguns fungos e protozoários.

membrana plasmática

parede celular

Na esporulação existem células específicas do organismo que participam da reprodução, chamadas esporos. Esse tipo de reprodução é encontrado em alguns fungos e algas. Veja abaixo.

Ilustrações produzidas com base em: TORTORA, G. J.; FUNKE, B. R.; CASE, C. L. Microbiologia. 8. ed. Porto Alegre: Artmed, 2005. p. 171, 340.

Esporulação no fungo Rhizopus sp. esporângio

2

A hifa produz esporângio.

4

O esporângio se rompe e libera esporos.

3

Os esporos produzem hifas.

4

O micélio (conjunto de hifas) cresce.

1

hifa hifa micélio

esporo 3

esporo

Ilustrações: Somma Studio

1

2

hifa

Ser vivo adulto Estrela-do-mar (Asterias vulgaris): pode atingir cerca de 50 cm de diâmetro. Andrew J. Martinez/Science Source/Latinstock

Há seres vivos que têm capacidade de regenerar tecidos danificados. A regeneração ou fragmentação ocorre em estrelas-do-mar, em algumas espécies de algas e em esponjas. As estrelas-do-mar, por exemplo, podem recuperar uma ou mais extremidades perdidas. A partir de um de seus braços, desde que ligado ao disco central, é possível realizar a regeneração. Estrela-do-mar Asterias vulgaris.

Reprodução e Embriologia

197


Alguns seres vivos, como as esponjas e os cnidários, reproduzem-se por brotamento. Nessa forma de reprodução assexuada, a partir de um ser vivo adulto é gerado um broto, uma extensão do corpo do animal. Esse broto cresce por meio de mitoses sucessivas e se desenvolve. Veja a seguir.

Reprodução por brotamento nas esponjas esponja jovem esponja adulta

Ilustração produzida com base em: RUPPERT, Edward E. E.; FOX, R. S.; BARNES, R. D. Zoologia dos invertebrados: uma abordagem funcional-evolutiva. 7. ed. São Paulo: Roca, 2005. p. 105.

1. Cite uma vantagem da propagação vegetativa. Grande quantidade de descendentes. Esse tipo de reprodução permite a multiplicação de um vegetal a partir de partes dele. Assim, são formados vários clones da mesma planta.

As plantas também podem se reproduzir assexuadamente por propagação vegetativa. Partes do corpo das plantas, como folhas, caules e raízes participam desse processo. A partir de folhas de violeta-africana é possível obter clones da planta, isto é, cópias geneticamente idênticas à planta original. Ao serem colocadas em água, as folhas da violeta-africana enraízam. Após a formação de raízes, elas podem ser cultivadas em um vaso com terra vegetal.

Folha de violeta-africana enraizando.

A partenogênese é uma maneira de um ser vivo originar outro sem que ocorra a fertilização. Nesse tipo de reprodução, há a participação de um gameta somente. Na partenogênese, a fêmea origina um embrião a partir de um óvulo não fecundado. Esse tipo de reprodução ocorre em alguns peixes, anfíbios, répteis e insetos.

Mark Chappell/Animals Animals/Earth Scenes/Keystone

Em lugares onde não há machos disponíveis ou os indivíduos vivem muito isolados, algumas espécies podem gerar descendentes sem a participação dos gametas masculinos. Existem outros motivos para que isso aconteça, entre eles, a variação nas condições do ambiente. É o que ocorre com os afídeos (pulgões), insetos que se alimentam de seiva de plantas. A desvantagem da partenogênese é que o filhote tem material genético similar ao da mãe, e, assim, há redução da variabilidade genética. Nas abelhas a partenogênese está relacionada à determinação do sexo da prole. Os zangões das abelhas são exemplos de seres vivos resultantes da partenogênese. Eles se desenvolvem de óvulos não fecundados e, portanto, são haploides, enquanto as fêmeas são diploides. Zangão da espécie Apis mellifera, que pode atingir 1 cm de comprimento.

198

Fabio Colombini

Luciane Mori

broto


Reprodução sexuada Na reprodução sexuada, há união do gameta masculino com o gameta feminino, formando um novo indivíduo. Nesse tipo de reprodução, os gametas haploides se unem por meio da fecundação, também chamada fertilização, restaurando o número diploide da espécie. A reprodução sexuada é responsável pela variabilidade genética das espécies. Ela ocorre em animais, plantas, algas, protozoários, bactérias e alguns fungos.

Em animais que apresentam sexos separados em indivíduos diferentes, a fecundação é chamada fecundação cruzada, isto é, os gametas masculinos de um indivíduo fecundam os gametas femininos de outro. Os leões apresentam sexos separados. Os gametas masculinos são produzidos no corpo do leão e os gametas femininos são produzidos no corpo da leoa.

Unidade 4

Blaine Stuart/Shutterstock.com

Nos animais, os gametas estão presentes nas gônadas, estruturas produtoras de gametas. Esses animais podem apresentar dimorfismo sexual, quando machos e fêmeas são morfologicamente diferentes, como os leões e as leoas. 2. Cite dois animais que apresentam dimorfismo sexual. Possíveis respostas: algumas espécies de aves, ser humano, entre outros. Ser vivo adulto Leão: pode atingir 3,6 m de comprimento. Tênia (Taenia solium): pode atingir de 2 m a 9 m de comprimento.

Paulo de Oliveira/Easypix

Existem seres vivos que apresen­tam as gônadas masculinas e femininas em um mesmo indivíduo. Eles são chamados hermafroditas. As tênias são exemplos de seres vivos hermafroditas que realizam autofecundação, isto é, os gametas masculinos fecundam os gametas femininos do mesmo indivíduo.

Taenia solium.

Nas plantas, os gametas estão presentes em estruturas especializadas na produção de gametas.

A

B

estróbilo masculino

estróbilo feminino

Nas plantas com flores e sementes, os gametas masculinos são produzidos nas anteras e os gametas femininos são produzidos no ovário. A pata-de-vaca é um exemplo de planta hermafrodita, que tem ambas as estruturas em suas flores. Ricardo de Paula Ferreira/ Shutterstock.com

Fotos: Fabio Colombini

As araucárias são exemplos de plantas que apresentam sexos separados em indivíduos diferentes.

Araucária com estróbilos masculinos.

Araucária com estróbilos femininos.

Flor de pata-de-vaca.

Reprodução e Embriologia

199


Fecundação e desenvolvimento Nos animais que realizam reprodução sexuada, a fecundação pode ser interna ou externa. Além disso, os embriões podem se desenvolver no interior do corpo materno ou no meio externo.

Fecundação externa Quando a fecundação ocorre fora do corpo da fêmea, é chamada fecundação externa. Ela ocorre em algumas espécies aquáticas, como cnidários, alguns moluscos, determinados peixes e em anfíbios. Nesse tipo de fertilização ocorre a produção de grande quantidade de gametas. Veja o exemplo a seguir.

Fecundação em anfíbios

1

1

O macho segura o corpo da fêmea em um movimento chamado amplexo. Esse movimento é mantido até que a fêmea desove.

2

Eles liberam seus gametas na água, onde ocorre a fecundação. Os ovos são depositados em locais úmidos, para serem protegidos da dessecação.

3

As larvas de anuros são chamadas girinos; a cabeça e o corpo são fundidos e apresentam nadadeiras.

4

Após certo tempo, ocorre o desenvolvimento dos anfíbios adultos.

4

3

Luciane Mori

2

Ilustração produzida com base em: STORER, T. I. et al. Zoologia geral. 6. ed. São Paulo: Companhia Editora Nacional, 2000. p. 633.

Fecundação interna 3. Considerando que os primeiros animais que surgiram no planeta eram aquáticos, qual foi a importância da fecundação interna para ocupação do ambiente terrestre pelos animais? A fecundação interna evitava que os gametas se desidratassem no ambiente.

Os gametas masculinos precisam de um meio líquido para locomoção. No ambiente terrestre esse transporte seria difícil, pois provavelmente dessecariam antes de chegar aos gametas femininos. Isso é evitado pela fecundação interna. Nesse tipo de fecundação, os gametas masculinos são transferidos para o interior do corpo da fêmea, onde ocorre a fertilização. A transferência de gametas masculinos na fecundação interna pode ser direta ou indireta. A transferência direta envolve a cópula, que é a união física de órgãos acessórios reprodutivos, como pênis, vagina e cloaca. Nesse tipo de transferência, a estrutura acessória masculina é introduzida na vagina ou cloaca da fêmea e conduz os gametas masculinos ao seu sistema reprodutor. Esse tipo de transferência é encontrado em mamíferos, aves, alguns anfíbios e peixes cartilaginosos. A transferência indireta ocorre em estruturas em forma de bolsa chamadas espermatóforos, utilizados por indivíduos machos para armazenar espermatozoides no ambiente. Quando a fêmea encontra o espermatóforo, ela o coloca em contato com seu aparelho reprodutor para que ocorra a fertilização. Alguns animais, como ácaros, aranhas, escorpiões e salamandras formam espermatóforos.

200

g18_ftd_lt_1nob_u4_c11_p194a209.indd 200

31/5/16 6:28 PM


Rituais de acasalamento

Unidade 4

Os aracnídeos (grupo das aranhas e escorpiões), em geral, não inserem os espermatozoides diretamente no corpo da fêmea. Os escorpiões possuem uma maneira curiosa de acasalamento. Ao encontrar uma fêmea, o macho a segura com seus pedipalpos (apêndices localizados na região anterior do corpo), de modo que fiquem frente a frente. Nessa posição, movimentam-se para frente e para trás, repetitivamente, enquanto o macho deposita no solo o espermatóforo. Essa dança continua até que a fêmea posicione sua área genital exatamente sobre o espermatóforo, quando é feita a transferência dos espermatozoides.

blickwinkel/Alamy Stock Photo/Latinstock

Os rituais de acasalamento são interações específicas entre machos e fêmeas de uma determinada espécie, com o objetivo de se reproduzirem. De forma geral, o macho tenta mostrar à fêmea que ele está apto para se reproduzir e a fêmea escolhe aquele que aparentar ser mais saudável para gerar filhotes sadios. Veja alguns exemplos a seguir.

pedipalpo Casal de escorpiões acasalando.

As aranhas apresentam dimorfismo sexual, sendo o macho geralmente menor. Seu tamanho o coloca em uma situação de risco, pois a fêmea pode confundi-lo com sua próxima refeição. Dessa maneira, o macho deve se aproximar demonstrando um comportamento de corte, para que a fêmea perceba que ele é um parceiro sexual, e não uma presa. Esse comportamento de corte é observado na viúva-negra (Latrodectus mactans). O macho toca na teia de tal maneira que as vibrações produzidas sinalizam à fêmea que ele é um macho da mesma espécie, e ela então se torna receptiva para o acasalamento. Todavia, após a cópula a fêmea pode se alimentar do macho. O macho da aranha-de-berçário (Pisaura mirabilis) reconhece a fêmea em período sexual por meio do olfato. Para acasalar-se, ele captura uma presa (geralmente um inseto), envolve-a com seda e a oferece para a fêmea. Além de distrai-la durante a cópula, isso evita que ela o ataque. Se a fêmea aceita o presente, eles se acasalam enquanto ela devora o inseto. Os machos mal-sucedidos são digeridos junto com a presa.

Ser vivo adulto Ave-do-paraíso (Paradisaea raggiana): pode atingir 34 cm de comprimento. Escorpião (Mesobuthus gilbosus): pode atingir 7,5 cm de comprimento.

Nas aves, os rituais de acasalamento são comuns e bastante diversificados. Em muitas espécies, os machos possuem plumagens vistosas e coloridas. Além da aparência, outro fator importante é o canto, que, além de servir para demarcação do território, também está relacionado ao reconhecimento sexual.

Essa espécie vive em locais em que há grande disponibilidade de recursos alimentares, de modo que as fêmeas não necessitam dos machos para a captura de alimento para os filhotes. Assim, os machos direcionam toda sua energia para a reprodução, tentando acasalar com a maior quantidade de fêmeas possível.

Phil Savoie/Naturepl.com/Other Images

A ave-do-paraíso (Paradisaea raggiana) é uma ave tropical, símbolo da Papua-Nova Guiné, país oceânico. Os machos dessa espécie possuem coloração avermelhada e plumas exuberantes. Essas aves habitam a copa das árvores, onde ficam empoleiradas hierarquicamente, de modo que o macho dominante (aquele que se impõe sobre os demais e reproduz com mais fêmeas) ocupa o melhor lugar. Quando a fêmea voa até as árvores, o macho executa um ritual de exibição no qual joga sua cabeça para baixo e chacoalha suas plumas.

Ritual de acasalamento das aves-do-paraíso da espécie Paradisaea raggiana. O macho exibe suas plumas para a fêmea.

Reprodução e Embriologia

g18_ftd_lt_1nob_u4_c11_p194a209.indd 201

201

31/5/16 6:31 PM


Tipos de desenvolvimento de vertebrados John Devries/SPL/Latinstock

Após a fecundação, os estágios iniciais do desenvolvimento do embrião podem ocorrer dentro ou fora do corpo da mãe. Nos animais ovíparos, o embrião se desenvolve no interior de um ovo e fora do corpo da mãe. Os anfíbios, as aves, alguns répteis, mamíferos e peixes são exemplos de vertebrados ovíparos. Ao contrário do que ocorre no ambiente aquático, em que os ovos não sofrem dessecação, no ambiente terrestre, os animais possuem adaptações para evitar a perda de água para o ambiente. Ovos de animais ovíparos apresentam uma membrana à prova de água ou então uma casca que permite a entrada de gás oxigênio e saída de gás carbônico.

Corvo-marinho-de-crista incubando os ovos.

Os animais que se desenvolvem dentro de ovos, mas são mantidos dentro do corpo da mãe, são chamados ovovivíparos. Alguns répteis e peixes são ovovivíparos.

Cavalo-marinho: pode atingir até 35 cm de comprimento. Corvo-marinho-de-crista (Phalacrocorax aristotelis): pode atingir de 65 cm a 80 cm de comprimento. Serpente (Coronella austriaca): pode atingir até 70 cm de comprimento.

Tony Phelps/Nature PL/Diomedia

Ser vivo adulto

Tony Phelps/Nature PL/Diomedia

Diferentemente da maioria dos mamíferos, que retém o embrião em um órgão chamado útero, nos ovovivíparos os ovos fertilizados ficam no corpo da mãe até sua eclosão, recebendo nutrientes a partir do ovo, e não do corpo materno.

Vaca: medidas variáveis de acordo com a raça.

*A viviparidade está associada a um alto custo energético para a fêmea. Por outro lado, ela minimiza a influência ambiental e permite um maior sucesso na sobrevivência da prole.

Os animais vivíparos são aqueles cujos embriões se desenvolvem no interior do corpo da mãe nos estágios iniciais de desenvolvimento. * A maioria dos mamíferos, os tubarões e alguns répteis são exemplos de animais vivíparos.

Serpente Coronella austriaca com filhote.

Nigel Cattlin/Science Source/Diomedia

Filhote de serpente Coronella austriaca recém-eclodido, envolto por membrana. Essa espécie é ovovivípara.

O cavalo-marinho é um exemplo de animal vivíparo cujo macho é o responsável por manter os embriões. A fêmea transfere os gametas femininos ricos em reservas nutritivas até uma estrutura chamada bolsa incubadora, na qual ocorre a fecundação. Os zigotos se implantam nos tecidos masculinos, onde se desenvolvem.

Fred Bavendam/Minden Pictures/Latinstock

Vaca prenhe.

Cavalo-marinho macho incubando ovos no abdome.

202

g18_ftd_lt_1nob_u4_c11_p194a209.indd 202

31/5/16 6:32 PM


Desenvolvimento em alguns animais invertebrados Anthony Mercieca/Science Source/Diomedia

Neste capítulo, vimos que os animais vertebrados apresentam diferentes tipos de desenvolvimento dos ovos. Os animais ovíparos, como as aves e as tartarugas, colocam seus ovos no ambiente. Os vivíparos, como os seres humanos, não põem ovos, e completam o desenvolvimento dos filhotes no interior do corpo da mãe. Já os ovovivíparos retêm os ovos no interior do corpo da fêmea.

Outro exemplo é o desenvolvimento dos besouros (Circellium bacchus). Eles alimentam-se de fezes frescas de outros animais e também as utilizam como ninho para seus ovos. As fêmeas fazem bolas de esterco e as rolam até um local apropriado para sua reprodução. Quando acasalam, depositam o ovo formado dentro da bola para se desenvolver. Depois que a larva eclode, ela se alimenta do esterco ao seu redor. Ao contrário da maioria dos outros insetos, a mosca tsé-tsé (Glossina morsitans) é ovovivípara. Após o acasalamento, a fêmea retém um único ovo em seu útero, onde ele se desenvolve em uma larva. Depois de alguns dias, a larva já está pronta para encasular. Então a mosca a deposita no solo, onde se enterra e forma um casulo para completar o seu desenvolvimento em um inseto adulto.

ovos

Borboleta-monarca próxima a seus ovos. Nigel J. Dennis/Science Source/Diomedia

A maioria dos insetos é ovípara e possui hábitos particulares para depositarem seus ovos. A borboleta-monarca (Danaus plexippus), por exemplo, deposita seus ovos somente sobre a planta erva-de-rato. Dos ovos eclodem larvas, que consomem as folhas dessa planta.

Unidade 4

Os animais invertebrados também possuem diferentes estratégias de desenvolvimento dos seus ovos. Veja alguns exemplos a seguir.

Besouro (Circellium bacchus) preparando uma bola de fezes para abrigar seus ovos.

Nos moluscos cefalópodes (grupo das lulas e polvos), o desenvolvimento dos ovos também segue algumas particularidades, vistas em várias espécies. A lula da espécie Gonatus onyx normalmente vive em águas rasas. Porém, quando a fêmea está pronta para liberar seus ovos já fecundados, ela se desloca para profundidades de aproximadamente 2 500 metros para fugir de predadores. Nessa profundidade, ela produz uma massa de ovos de cor escurecida, que se mantém aderida aos seus tentáculos, duplicando seu tamanho corporal. A fêmea mantém um fluxo constante de água entre os ovos, para que eles permaneçam aerados. Próximo ao momento de eclodir, as fêmeas retornam a águas mais rasas.

Joe McDonald/Visuals Unlimited, Inc./Glow Images

Entre os artrópodes, os límulos (Limulus poly­phe­mus), animais que vivem na costa atlântica da América do Norte, apresentam um tipo diferenciado de desenvolvimento de filhotes. Durante a época reprodutiva, os límulos se dirigem a águas mais rasas para acasalar. As fêmeas escavam uma depressão na areia, onde depositam seus óvulos. Conforme são depositados, os machos permanecem próximos às fêmeas, fertilizando seus óvulos antes que sejam cobertos pela areia. Dessa maneira, a fecundação é externa, e os ovos fertilizados desenvolvem-se soterrados na areia. Ao eclodirem, as larvas dirigem-se ao mar, onde completam seu desenvolvimento. Límulos (Limulus polyphemus) se acasalando.

Ser vivo adulto Besouro (Circellium bacchus): pode atingir de 2,2 cm a 4,7 cm de comprimento. Borboleta-monarca: pode atingir 9 cm de envergadura. Límulo: pode atingir cerca de 60 cm de comprimento.

Reprodução e Embriologia

203


Cuidado parental 4. Como você considera que seria a sobrevivência dos filhotes de pinguins-imperadores se não recebessem os cuidados dos pais? Os ovos não sobreviveriam, pois ficariam congelados se os filhotes eclodissem, não seriam aquecidos e nem receberiam alimento.

Ser vivo adulto Peixe-palhaço: pode atingir 14 cm de comprimento.

Nature’s Images/Science Source/Latinstock

Sapo-pipa: pode atingir de 5 cm a 20 cm de comprimento.

Na página 196, no exemplo do pinguim-imperador, vimos como os pais cuidam dos seus ovos e filhotes. O cuidado com a prole não é exclusivo desses pinguins e muitas espécies também apresentam esse comportamento, que é benéfico para a prole. O conjunto de cuidados que os pais realizam nos estágios iniciais de desenvolvimento dos seus filhotes recebe o nome de cuidado parental. O cuidado parental contribui para a sobrevivência da espécie no ambiente. Assim, quando recebem cuidados, os filhotes têm mais chances de chegar à vida adulta. Como consequência direta, o cuidado parental acaba cumprindo um importante papel para a manutenção das espécies. Os cuidados com a prole são exercidos de maneiras diferentes pelas espécies. Em alguns peixes ovíparos de água doce e marinhos, os ovos são postos e um dos pais cuida deles e dos filhotes logo que eclodem. Há casos em que seres vivos que estão ao redor, como anêmonas, mexilhões, siris e esponjas, contribuem para o cuidado com os ovos e filhotes de outras espécies, ao oferecer proteção ao local de abrigo deles. Os peixes-palhaço crescem em meio a anêmonas, invertebrados que liberam substâncias urticantes. Esses peixes produzem um muco que os protege dessas substâncias. Com isso, eles podem ficar próximos às anêmonas e se manterem livres de predadores.

Peixe-palhaço.

wavebreakmedia/Shutterstock.com

Bruce Coleman International/Diomedia

Alguns animais carregam os filhotes consigo. Um exemplo disso é o sapo-pipa, anfíbio que carrega os filhotes no dorso até que cresçam. Na época de reprodução, o tegumento que reveste o dorso da fêmea do sapo-pipa torna-se espesso e macio. No momento da postura, a fêmea sobe sobre o macho e libera ovos em seu ventre. O macho fecunda os ovos, pressionando-os contra o dorso da fêmea. Esses ovos penetram o tegumento e uma cápsula é formada, recobrindo-os. Assim, os filhotes se desenvolvem no dorso materno. Fêmea de sapo-pipa com filhotes no dorso.

Na espécie humana, o cuidado parental é fundamental após o nascimento do bebê. Além de alimento, ele precisa de outros cuidados, os quais provêm dos pais até que ele possa se cuidar sozinho. Esse cuidado inclui aspectos físicos e também afetivos, como o carinho, que é essencial para o desenvolvimento adequado da criança. Pai cuidando de filho. Na espécie humana, além dos cuidados da mãe, a presença do pai é igualmente importante no desenvolvimento físico e emocional da criança. A presença paterna contribui para a segurança e o cuidado com a prole.

204

g18_ftd_lt_1nob_u4_c11_p194a209.indd 204

31/5/16 6:35 PM


Existem também espécies de aves semiprecoces, como é o caso das gaivotas. Elas nascem cobertas com penas e são capazes de andar, mas não saem do ninho e recebem alimento dos pais.

Unidade 4

Fêmea de pato com filhotes.

Sergey Uryadnikov/Shutterstock.com

Há aves precoces, como o pato, que nascem maduras e abandonam o ninho após 1 ou 2 dias de vida.

Bildagentur Zoonar GmbH/Shutterstock.com

O hábito de nidificar, isto é, de construir ninhos, é característica própria das aves. A maioria constrói ninhos nos quais os filhotes são incubados até o nascimento.

Há aves, como as andorinhas, cujos filhotes nascem imaturos e precisam de bastante cuidado também após a eclosão. Esses filhotes são chamados altriciais. Como não são capazes de se alimentar sozinhos, recebem alimento regurgitado pelos pais na boca.

Filhotes de andorinha-do-mar-comum recebendo cuidado de seus pais.

aaltair/Shutterstock.com

Gaivota cuidando de filhotes no ninho.

Ser vivo adulto Andorinha-do-mar-comum (Sterna hirundo): pode atingir de 32 cm a 39 cm de comprimento. Baleia-jubarte: pode atingir 16 m de comprimento. Gaivota (Larus ridibundus): pode atingir de 34 cm a 37 cm de comprimento. Pato-branco (Tadorna tadorna): pode atingir de 58 cm a 67 cm de comprimento.

Cuidado parental em baleias-jubarte Design Pics Inc/Alamy Stock Photo/Latinstock

A baleia-jubarte é encontrada em todos os oceanos do planeta e migra anualmente. Durante o verão ela procura as águas polares, onde se alimenta, e durante o inverno vai para áreas tropicais, onde se reproduz. Após cerca de 11 meses de gestação, o filhote nasce. A mãe o apoia para que suba à superfície e consiga respirar e volte para mamar. Ela cuida do filhote, evitando que seja atacado por tubarões, e o guia até as águas polares. Seu desmame ocorre cerca de 10 meses após o nascimento, quando o filhote deve aprender a capturar alimento com orientação da mãe. No inverno seguinte, a mãe volta às águas tropicais, onde o filhote aprende a interagir com outros grupos. Baleia-jubarte com filhote.

Reprodução e Embriologia

205


Mais filhotes são garantia de mais sobreviventes? Na reprodução dos animais, existem espécies que geram uma prole com muitos filhotes. Outras geram poucos filhotes e, em alguns casos, apenas um. Em números, mais filhotes significam mais organismos de uma determinada espécie. Mas será que todos esses novos indivíduos conseguem sobreviver e chegar à fase adulta, deixando descendentes? Que outros fatores podem influenciar em sua sobrevivência? Veja alguns exemplos. Uma tartaruga marinha pode colocar mais de 100 ovos a cada desova. Entretanto, os filhotes devem vencer uma série de barreiras para sobreviver. Tudo começa quando a tartaruga incuba seus ovos na areia e retorna ao mar. Isso os torna suscetíveis à predação por animais escavadores. Quando eclodem, os filhotes se dirigem ao mar, porém o caminho que eles devem percorrer é dominado por predadores como caranguejos e aves marinhas. Os filhotes que conseguem chegar ao mar, por sua vez, estão sujeitos ao ataque de peixes e tubarões. Logo, a sobrevida desses filhotes é muito baixa, estimando-se que, de cada 1 000 filhotes, apenas um chegue à vida adulta.

Alexandra Lande/ Shutterstock.com

Alexandra Lande/ Shutterstock.com

André Seale/Pulsar

rujithai/ Shutterstock.com

5. Sim. O cuidado após o nascimento garante a sobrevivência dos filhotes. No caso das tartarugas marinhas, que não possuem nenhum cuidado parental, apenas uma pequena quantidade de filhotes consegue chegar à vida adulta.

*Animais que não exercem cuidados parentais compensam a mortalidade com uma grande quantidade de Filhotes de tartarugas-oliva (Lepidochelys olivacea). Quando adultos, esses animais podem atingir 2 m filhotes, garantindo que de comprimento. pelo menos alguns deles consigam sobreviver. Já os animais que têm Em contrapartida, nos mamíferos é comum a geração de poucos filhotes, porém com um cuidado parental mantêm os filhotes vivos cuidado parental extenso. A baleia-beluga, por exemplo, passa por um período de 14 meses por mais tempo, o que de gestação e tem somente um filhote bem desenvolvido. Ele nasce em águas rasas e mais lhes permite adquirir quentes do que as do mar aberto. Dessa maneira, não precisa gastar energia para se aquecer, condições de sobreviver a condições inóspitas. direcionando-a totalmente para seu crescimento. Ele é amamentado durante 24 meses, e só 5. Você considera correto afirmar que a sobrevivência dos filhotes parece estar mais relacionada à proteção dos filhotes após o nascimento do que à quantidade deles? Explique.

deixa a mãe quando está apto para viver sozinho. Os filhotes da baleia-beluga se desenvolvem em adultos que podem viver até 40 anos. Contudo, nem todos os mamíferos seguem esse padrão de desenvolvimento. Os coelhos reproduzem-se em um ritmo acelerado, o que acaba por suprir as altas taxas de mortalidade por causa do fato de serem presas de diversos animais maiores. A maioria das espécies de coelhos é sexualmente madura aos três meses de vida, e apresenta um curto período de gestação, que leva de 30 a 50 dias. Além disso, cada fêmea pode gerar até 35 filhotes por ano. Todavia, o cuidado parental é bastante reduzido, limitando-se à amamentação uma vez por dia. Em virtude de seu papel na cadeia alimentar, eles geralmente não sobrevivem mais que um ano na natureza. Se compararmos a prole de tartarugas marinhas com as baleias-beluga, podemos concluir que se uma tartaruga* colocar 150 ovos por ano, apenas 1% desses filhotes tem chance de se tornar um adulto, enquanto que o único filhote da baleia-beluga tem taxa de sobrevivência próxima de 100%.

206

g18_ftd_lt_1nob_u4_c11_p194a209.indd 206

31/5/16 6:36 PM


Atividades

Responda as atividades no caderno.

Veja as respostas das questões desta seção nas Orientações para o professor.

1. O que é reprodução e qual é a sua importância para os seres vivos? 2. Diferencie reprodução assexuada de reprodução sexuada. 3. Qual é o tipo de divisão celular envolvido na reprodução sexuada? E na reprodução assexuada? Explique.

4. O que é partenogênese? Cite um exemplo de ser vivo em que ela ocorre. Unidade 4

5. Quais são as vantagens da reprodução assexuada? E as desvantagens? 6. Por que a fecundação externa requer um ambiente aquático para acontecer? 7. Qual é a diferença entre animais ovíparos, vivíparos e ovovivíparos? Cite um exemplo de cada. 8. Reescreva as frases abaixo no caderno, substituindo os algarismos pelos termos corretos. a ) Na I, um novo ser vivo é gerado a partir de partes de outro. b ) Por meio da II, são produzidas células especiais que originam um novo ser vivo em condições favoráveis no ambiente. c ) Na III, uma célula se divide e origina duas novas células iguais. d ) Na IV, o gameta feminino se desenvolve sem haver fecundação. e ) No V, formam-se prolongamentos na superfície do corpo do organismo, que em certo momento desprendem-se e originam um novo organismo.

9. Relacione as letras com o algarismo romano correspondente. a ) Divisão binária. b ) Esporulação. c ) Brotamento. d ) Fragmentação. e ) Partenogênese.

f ) Fecundação interna.

I ) Ouriço-do-mar.

g ) Fecundação externa.

I II ) Ser humano.

VII ) Tênia.

h ) Hermafrodita.

I V ) Fungo.

V III ) Esponja.

V ) Abelha.

II ) Estrela-do-mar.

V I ) Bactéria e protozoário.

John Serrao/Science Source/Latinstock

10. O pavão é uma ave nativa da Ásia, conhecida por sua plumagem exuberante. Observe a fotografia ao lado e responda às questões. a ) Na fotografia, estão representados um macho e uma fêmea de pavão. Qual é o macho e qual é a fêmea? Como você chegou a essa conclusão? b ) Explique com suas palavras o que é dimorfismo sexual. c ) Essa espécie apresenta fecundação interna ou externa? d ) O macho se mostra para a fêmea, abrindo suas penas. Explique a importância desse compor tamento no processo reprodutivo da espécie.

Ser vivo adulto Pavão: pode atingir 2,3 m de comprimento.

Pavão macho se exibindo para a fêmea.

Reprodução e Embriologia

207


11. As estrelas-do-mar, quando sofrem uma lesão em algum de seus braços, são capazes de regenerar a região afetada, ou até mesmo de formar um novo indivíduo a partir de um pequeno fragmento de seu corpo. Esse é um tipo de reprodução sexuada ou assexuada? Por quê?

Gregory Ochocki/Photoresearchers/Latinstock

nitrogenic.com/Shutterstock.com

Alexander Semeno/SPL/Latinstock

12. Observe as fichas de animais abaixo e responda às questões.

O polvo-gigante é um animal marinho. Ele possui células que lhe permitem mudar de cor quando necessita espantar outros machos. Um de seus tentáculos é especializado em introduzir espermatozoides no corpo da fêmea para fecundar seus óvulos. Conforme são fecundados, os ovos recém-formados são liberados na água e aderem às rochas para completarem seu desenvolvimento. A fêmea incuba esses ovos e os vigia, até que os filhotes eclodam e sejam liberados no mar. O polvo-gigante pode atingir cerca de 9 m de comprimento.

O tubarão-branco é um peixe cartilaginoso que vive em ambientes costeiros. Ele possui um órgão chamado clásper, especializado em transferir espermatozoides para o corpo da fêmea. Após a fecundação, os ovos formados permanecem dentro do corpo da mãe até que estejam prontos para eclodir. Ao nascerem, os filhotes já estão prontos para viver sozinhos. Esse animal pode atingir cerca de 8 m de comprimento.

O boto-cor-de-rosa é um mamífero comum nos rios amazônicos. Os machos cortejam a fêmea mordiscando partes de seu corpo e mostrando suas habilidades físicas. A cópula acontece pela introdução do pênis do macho na abertura genital da fêmea. A fecundação ocorre, e o filhote de boto se desenvolve no útero da mãe. Ao nascer, a mãe o leva até a superfície para respirar e permanece com ele até que esteja pronto para viver sozinho. Esse animal pode atingir cerca de 2,5 m de comprimento.

a ) De acordo com as descrições acima, compare esses animais quanto:

• •ao tipo de fecundação; • •ao tipo de desenvolvimento dos óvulos fecundados; • •à quantidade de filhotes; • •ao cuidado parental.

b ) Todos animais aquáticos apresentam fecundação externa? Explique.

208


13. Nas sociedades de abelhas melíferas, os ovos liberados pela rainha podem ou não ser fertilizados. Os ovos fertilizados se desenvolvem em fêmeas diploides, que serão abelhas-operárias ou rainhas. Os ovos que não forem fertilizados desenvolvem machos haploides, os zangões. Com base nisso, responda às questões abaixo. a ) Qual é o nome do processo reprodutivo que origina as operárias e os zangões? b ) Por que os machos possuem células haploides e as fêmeas têm células diploides? c ) Qual é a vantagem desse tipo de reprodução?

Unidade 4

d ) Em uma colmeia, qual é a importância do processo que origina os zangões? Explique o que aconteceria se eles não fossem gerados.

14. Em um experimento, um tipo de planta que se reproduz tanto de forma sexuada como assexuada é cultivado em dois ambientes artificiais distintos (I e II). No ambiente I, as condições de temperatura e umidade são constantes e não há presença de pragas. No ambiente II, há presença de pragas e a temperatura e a umidade são variáveis. Considerando os ambientes I e II, a reprodução que geraria maior viabilidade em se manter é: a ) reprodução sexuada nos dois ambientes, pois gera indivíduos idênticos que produzem maior quantidade de indivíduos. b ) reprodução assexuada no ambiente II, pois uma planta com adaptações para sobreviver, gerará um descendente com as mesmas adaptações. c ) reprodução assexuada nos dois ambientes, pois gera plantas já maduras e adaptadas, com mais resistência à presença de pragas. d ) reprodução sexuada no ambiente II, pois gera uma variedade de indivíduos com adaptações a variados tipos de ambiente.

15. (UFV) Considerando os tipos de reprodução dos organismos, é INCORRETO afirmar que: a ) na reprodução sexuada há a fusão de duas células gaméticas. b ) a partenogênese é o desenvolvimento de uma célula feminina fecundada. c ) na reprodução assexuada geralmente os descendentes são geneticamente iguais. d ) o brotamento é um tipo de reprodução assexuada.

16. (UFG) As bactérias, ao se reproduzirem assexuadamente, originam dois indivíduos do mesmo tamanho e geneticamente idênticos. Já alguns levedos, para se reproduzirem, emitem uma pequena expansão na superfície da célula, que cresce e posteriormente se destaca, formando um novo indivíduo também geneticamente igual. Os dois tipos de reprodução descritos são, respectivamente, a ) cissiparidade e conjugação. b ) cissiparidade e brotamento. c ) fragmentação e gemiparidade. d ) conjugação e esporulação. e ) conjugação e cissiparidade.

Refletindo sobre o capítulo Veja as respostas das questões desta seção nas Orientações para o professor.

A Retome a resposta que você deu à questão b da página 196 sobre cuidado parental e reveja sua resposta, corrigindo-a, se necessário. B Retome os conteúdos das páginas 197 e 198. Cite duas vantagens da reprodução assexuada. C Como o cuidado parental apresentado pela baleia-jubarte, mostrado na página 205, contribui para a sobrevivência do filhote?

Reprodução e Embriologia

g18_ftd_lt_1nob_u4_c11_p194a209.indd 209

209

31/5/16 6:38 PM


Walter Percy Day. 1919. Óleo sobre tela. 72 x 92 cm. Museu Harris, Preston (Inglaterra). Foto: Art Images Archive/Glow Images

DAY, Walter Percy. A décima primeira hora, o décimo primeiro dia do décimo primeiro mês. 1918-1919. Óleo sobre tela, 72 cm × 92 cm. Museu Harris.

capítulo

Veja mais informações sobre a construção social e histórica da infância nas Orientações para o professor.

A) Resposta pessoal. Espera-se que os alunos citem que a mãe é importante no cuidado com os filhos, pois, além de abrigá-los durante a gestação, ela os amamenta, oferece-lhes apoio emocional e cuidados para que eles se desenvolvam com saúde. C) Resposta pessoal. Espera-se que os alunos percebam que, além de auxiliar nos cuidados básicos com a criança, o pai deve oferecer apoio emocional e, muitas vezes, financeiro. Além disso, ele deve participar da educação da criança e ser responsável pelo seu desenvolvimento. D) Resposta pessoal. Espera-se que os alunos percebam que um bebê, sem os cuidados dos pais, sem alimento, abrigo, vestimenta e proteção, não tem condições de sobreviver sozinho. Nesse sentido, o cuidado com os filhos garante seu desenvolvimento completo antes de se tornarem independentes.

210

Reprodução humana

Os mamíferos apresentam uma característica que auxilia na sobrevivência de seus filhotes: o cuidado parental. Os filhotes desses animais nascem frágeis e sem condições de se manterem sozinhos. Na espécie humana, esse comportamento é mais acentuado do que nos demais mamíferos. A fase juvenil do ser humano (infância e adolescência) é maior quando comparada à dos demais primatas. Durante seu amadurecimento, ele fica sob os cuidados dos pais, e isso, às vezes, pode se prolongar até a fase adulta. A mãe, além de abrigar o embrião/feto em seu útero, o acolhe e o alimenta após o parto e durante seu crescimento e desenvolvimento. O pai pode auxiliar nesse processo, oferecendo à mãe e ao bebê segurança, cuidado e apoios físico e afetivo. É importante observar que o cuidado com as crianças e os adolescentes inicia-se antes do nascimento e continua até que o jovem esteja apto a sobreviver independente dos pais. Esse comportamento é um dos responsáveis pelo sucesso evolutivo da espécie humana na Terra. A A partir da observação da pintura acima, o que é possível concluir a respeito da importância da mãe no cuidado parental? B Quais são os termos relacionados à reprodução humana citados no segundo parágrafo do texto acima? Embrião/feto; útero e parto. C Converse com seus colegas sobre a importância do papel do pai no desenvolvimento da criança. Ao abordar a questão C, observe os alunos que não têm ou não tiveram pais presentes durante sua criação, pois é um tema delicado.

D Discuta com os colegas como seria o desenvolvimento do ser humano se ele não recebesse os cuidados dos pais após o término da infância, isto é, se ele tivesse que agir e se comportar socialmente como um adulto.


Sistemas genitais Anteriormente, vimos a importância da reprodução para os seres vivos. Na espécie humana, além de gerar descendentes, a reprodução envolve a sexualidade, a qual estudaremos adiante. Para iniciar o estudo da reprodução humana serão apresentadas informações importantes sobre os sistemas genitais masculino e feminino.

• Gônadas: responsáveis pela produção de gametas. • Ductos: atuam no transporte e armazenamento dos gametas. • Glândulas sexuais acessórias: responsáveis pela produção de

Unidade 4

As estruturas e os órgãos dos sistemas genitais masculino e feminino podem ser agrupados de acordo com a importância. Veja.

substâncias que

mantêm os gametas.

• Estruturas de suporte: apresentam funções variadas. Sistema genital masculino O sistema genital masculino é um conjunto de órgãos com o papel de produzir o hormônio testosterona, bem como atuar na produção, na maturação e no transporte dos gametas masculinos para o interior do sistema genital feminino. Veja, a seguir, um esquema que mostra os órgãos e as estruturas que compõem o sistema genital masculino.

Sistema genital masculino

pênis

glândula bulbouretral

ducto deferente

Angelo Shuman

próstata

glândula seminal

uretra

Ilustração produzida com base em: TORTORA, G. J. Corpo humano: fundamentos de Anatomia e Fisiologia. 4. ed. Porto Alegre: Artmed, 2000. p. 524. PAULSEN, F.; WASCHKE, J. Sobotta: Atlas de Anatomia humana: órgãos internos. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2012. v. 2. p. 236.

epidídimo

escroto

testículo

Os homens têm um par de gônadas chamadas testículos, glândulas endócrinas de formato oval onde há produção de espermatozoides, além de atuarem como glândula endócrina, produzindo e secretando o hormônio testosterona. Eles se localizam no escroto, estrutura em forma de bolsa, a qual é constituída de tecido epitelial e muscular. Os testículos são cobertos por uma cápsula fibrosa, dividida em compartimentos chamados lóbulos. Cada lóbulo contêm túbulos seminíferos, ductos altamente espiralados que são responsáveis pela produção de espermatozoides. O epidídimo, ou ducto epididimal, é o local onde os espermatozoides sofrem maturação e adquirem mobilidade. Conforme o diâmetro do epidídimo se reduz, ele passa a ser denominado ducto deferente, estrutura que margeia os testículos e entra nas cavidades abdominal e pélvica. No ducto deferente, os espermatozoides são armazenados por vários meses. Reprodução e Embriologia

211


Na porção posterior da bexiga urinária, localizam-se os ductos ejaculatórios, formados pela união do ducto da vesícula seminal com o ducto deferente, os quais são responsáveis por ejetar o esperma para a uretra. As glândulas sexuais acessórias secretam a parte líquida do sêmen. As glândulas seminais localizam-se abaixo da bexiga urinária e em frente ao reto e secretam um fluido viscoso. A próstata, por sua vez, é uma glândula em formato de noz, localizada abaixo da bexiga urinária, cuja função é secretar um fluido leitoso e ácido, rico em nutrientes utilizados pelos espermatozoides. Já as glândulas bulbouretrais localizam-se sob a próstata em ambos os lados da uretra. Durante a excitação sexual, elas secretam uma substância alcalina que passa pela uretra e protege os espermatozoides do meio ácido desse canal. Além disso, essas glândulas produzem um muco que lubrifica o pênis durante o ato sexual. Entre a bexiga urinária e o meio externo, localiza-se o pênis, uma estrutura acessória do sistema genital masculino. Em seu interior, passa a uretra, um ducto comum de passagem do esperma e da urina. Em relação à reprodução, a principal função do pênis é transportar o sêmen até o interior do sistema genital feminino. O sêmen, ou esperma, é um líquido produzido na ejaculação e é o resultado das secreções das glândulas seminais, da próstata e das glândulas bulbouretrais. O pH do esperma é alcalino e varia de 7,2 a 7,7.

Angelo Shuman

Estrutura do pênis

vaso sanguíneo corpo cavernoso

corpo esponjoso Ilustração produzida com base em: PAULSEN, F.; WASCHKE, J. Sobotta: atlas de anatomia humana: órgãos internos. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2012. v. 2. p. 186.

*A circuncisão pode ser feita também por razões não culturais, como para facilitar a higienização do pênis, uma vez que a glande fica exposta, e, em alguns casos, reduzir o risco de adquirir algumas doenças sexualmente transmissíveis (DSTs), pois evita o acúmulo de secreções no pênis.

Biologia e Cultura

A capacidade de ereção do pênis facilita sua penetração no sistema genital feminino. A ereção ocorre por causa de dois tecidos específicos: o corpo esponjoso e o corpo cavernoso. O corpo esponjoso é a parte mais interna do pênis, que envolve e protege a uretra. Sobre ele, encontra-se o corpo cavernoso, uma região rica em vasos sanguíneos. O pênis fica ereto quando parte do sangue presente nos vasos sanguíneos é transferida para o corpo cavernoso e uma pequena quantidade segue para o corpo esponjoso. Ao tornar-se rígido, o pênis pode ser mais facilmente introduzido no interior do sistema genital feminino.

Circuncisão*

A circuncisão é uma cirurgia em que há remoção de parte do prepúcio, porção de pele que recobre a glande do pênis. Essa pequena cirurgia existe há mais de 5 000 anos e é uma tradição religiosa, realizada por algumas culturas, como os judeus e mulçumanos, logo após o nascimento do bebê.

212

g18_ftd_lt_1nob_u4_c12_p210a220.indd 212

31/5/16 6:40 PM


Formação do gameta masculino Os espermatozoides são células haploides, ou seja, com metade da quantidade de cromossomos das demais células humanas e, consequentemente, com metade da informação genética para a formação de um ser humano. A formação de espermatozoides ocorre nos túbulos seminíferos dos testículos e é chamada espermatogênese, a qual tem início na puberdade e ocorre durante toda a vida. A espermatogênese pode ser dividida em três etapas: uma divisão reducional, que ocorre por meiose I; uma divisão equacional, por meiose II; e a espermiogênese. Veja a seguir. 1. Seriam formados gametas 2n, com 46 cromossomos cada. Isso seria inviável, pois,

1. Quais seriam as implicações se, na formação de gametas, em vez de meiose, ocorresse mitose?

Espermatogênese

2

3

4

5

As espermatogônias (2n) se alinham nos túbulos seminíferos e se dividem.

espermatogônia

2n mitose

1

Uma das espermatogônias-filha (2n) se diferencia, formando os espermatócitos I (primários).

2n diferenciação

Cada espermatócito I aumenta de tamanho antes de se dividir por meiose I, formando espermatócitos II (secundários). Nessa divisão, o DNA é duplicado, com a formação de 23 pares de cromossomos homólogos. Os pares de cromossomos homólogos se separam na meiose II e cada um dos cromossomos migra para polos opostos da célula, a qual se divide. Cada célula tem 23 cromossomos e recebe o nome de espermátide. Cada espermatozoide se diferencia pela espermiogênese, formando a cabeça e a cauda. Assim, ocorre a formação de espermatozoides.

Ilustração produzida com base em: TORTORA, G. J. Corpo humano: fundamentos de Anatomia e Fisiologia. 4. ed. Porto Alegre: Artmed, 2000. p. 526.

2n

2n

2

espermatócito I 3

divisão reducional (meiose I) meiose

n

n

espermatócito II 4

divisão equacional (meiose II)

n

n

n

n

espermátides 5

n

n

n

n

espermatozoides

espermiogênese

Somma Studio

1

Unidade 4

somando a quantidade de cromossomos, seria formado um zigoto com 92 cromossomos. Entretanto, o número diploide da espécie humana é de 46 cromossomos.

Logo que são produzidos, os espermatozoides ainda não são capazes de se locomover até o ovócito. Por isso, eles precisam passar por um processo de maturação, que ocorre no interior dos testículos e dos epidídimos. Depois 10 a 14 dias no epidídimo, os espermatozoides amadurecem e passam a apresentar maior mobilidade, possibilitando seu deslocamento até o ovócito. A espermatogênese leva aproximadamente 74 dias para se completar. Reprodução e Embriologia

g18_ftd_lt_1nob_u4_c12_p210a220.indd 213

213

31/5/16 6:45 PM


Estima-se que sejam produzidos cerca de 300 milhões de espermatozoides por dia. Essa quantidade tende a diminuir conforme a idade avança. Eles podem viver cerca de 48 horas no interior do sistema genital feminino. A formação e a sobrevivência dos espermatozoides dependem de uma temperatura menor que a temperatura corporal. Por isso, os testículos se localizam no escroto, fora da cavidade abdominal, e têm cerca de 3 ºC a menos que o restante do corpo. núcleo

mitocôndria cauda

A7 Estudio

acrossomo

Estrutura do espermatozoide humano. cabeça

Ilustração produzida com base em: TORTORA, G. J. Corpo humano: fundamentos de Anatomia e Fisiologia. 4. ed. Porto Alegre: Artmed, 2000. p. 526.

peça intermediária

Representação da estrutura de um espermatozoide humano.

Sistema genital feminino Além de produzir gametas e hormônios sexuais, o sistema genital feminino tem a função de abrigar um novo ser humano nas primeiras fases do desenvolvimento. Veja, a seguir, os órgãos e as estruturas que compõem o sistema genital feminino.

Sistema genital feminino Ilustração produzida com base em: PAULSEN, F.; WASCHKE, J. Sobotta: Atlas de Anatomia humana: órgãos internos. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2012. v. 2. p. 237.

fundo do útero

fímbria infundíbulo

ovário cavidade do útero

tuba uterina útero

Angelo Shuman

colo do útero

vagina

As mulheres têm um par de gônadas denominadas ovários. Cada um deles localiza-se de um lado da cavidade pélvica e ambos são responsáveis pela produção de gametas femininos, os ovócitos. Além disso, o sistema genital feminino tem um par de tubas uterinas, que se localizam nas laterais do útero. Sua extremidade aberta recebe o nome de infundíbulo e apresenta projeções denominadas fímbrias, as quais coletam os ovócitos para o interior da tuba uterina durante a ovulação.

214

g18_ftd_lt_1nob_u4_c12_p210a220.indd 214

31/5/16 6:48 PM


Localizada entre a bexiga urinária e o reto, a vagina atua como passagem para a menstruação e o feto, além de receber o pênis durante o ato sexual. A vagina é contínua ao útero e apresenta dobras chamadas rugas. Constituída de tecido muscular liso, ela se dilata para receber o pênis durante o ato sexual e permitir a passagem do feto durante o parto normal. A abertura da vagina recebe o nome de óstio vaginal. Além dos órgãos internos, o sistema genital feminino apresenta um conjunto de órgãos externos que formam o pudendo feminino (antigamente chamado vulva). Observe a ilustração ao lado.

Biologia e Cultura

corpo do útero perimétrio

colo do útero

miométrio endométrio

lábios menores

Ilustração produzida com base em: TORTORA, G. J. Corpo humano: fundamentos de Anatomia e Fisiologia. 4. ed. Porto Alegre: Artmed, 2000. p. 532.

Unidade 4

Além disso, o útero pode ser dividi do em camadas: perimétrio, miométrio e endométrio. O perimétrio é formado por um ligamento na camada externa do útero; o miométrio é a camada central, constituída de músculo liso, que se contrai durante o parto; o endométrio é a camada mais interna do útero e é o local onde o embrião/feto se instala. A descamação do endométrio dá origem à menstruação.

fundo do útero

Angelo Shuman

O útero pode ser dividido em três regiões: fundo do útero, corpo do úte ro e colo do útero. O fundo do útero se localiza acima das tubas uterinas, o corpo do útero é a porção central e o colo do útero é uma parte estreita que se abre para a vagina.

Estrutura do útero

monte do púbis

clitóris alila/Shutterstock.com

O útero, por sua vez, é o órgão que se localiza entre a bexiga urinária e o reto, assemelhando-se ao formato de uma pera invertida. Nesse órgão, ocorre a implantação do embrião e o desenvolvimento do embrião/feto.

óstio da uretra

óstio da vagina

lábios maiores ânus Representação do pudendo feminino.

Mutilação genital feminina

A mutilação genital feminina é uma prática cultural realizada durante séculos por alguns grupos da África, da Ásia e do Oriente Médio. O objetivo desse procedimento é controlar o desejo sexual feminino, já que se trata de um requisito para que a mulher possa se casar nesses grupos. Ainda crianças, muitas dessas mulheres têm parte da (ou toda) sua genitália externa retirada por meio de materiais cortantes, como giletes e cacos de vidro. Por isso, muitas sofrem com hemorragias, infecções, infertilidade e complicações na hora do parto. Dados da Unicef (Fundo das Nações Unidas para a Infância) mostram que a prática da mutilação genital feminina diminuiu em países como Iraque, Quênia, Nigéria, Libéria, República Centro-Africana, República Unida da Tanzânia, Benin, Camarões, Gana e Togo. No entanto, em países como Somália, Egito, Guiné, Djibuti essa prática ainda é muito realizada. Veja sugestões de como trabalhar esta seção nas Orientações para o professor. Reprodução e Embriologia

g18_ftd_lt_1nob_u4_c12_p210a220.indd 215

215

31/5/16 6:52 PM


Biologia e Sociedade

O papel da mulher na sociedade

Leias as manchetes a seguir.

Ex-professora vence o preconceito e se torna caminhoneira ‘Cinderela’

Por que as conquistas históricas do futebol feminino não saem na mídia?

Moradora de Rondônia trabalha como caminhoneira há 30 anos. Paixão pela estrada surgiu após viagem de caminhão com o marido.

Todas as respostas possíveis levam ao machismo: no dito ‘país do futebol’, a mídia comercial ainda acredita que lugar de mulher é fora do campo.

BONI, Jonatas. Ex-professora vence o preconceito e se torna caminhoneira ‘Cinderela’. G1, São Paulo, 1º maio 2015. Disponível em: <http://g1.globo.com/ro/rondonia/ noticia/2015/05/ex-professora-vence-o-preconceito-e-setorna-caminhoneira-cinderela.html>. Acesso em: 3 mar. 2016.

PASSOS, Najla. Por que as conquistas históricas do futebol feminino não saem na mídia? Carta maior, São Paulo, 12 jun. 2015. Mídia. Disponível em: <http://www.cartamaior.com.br/?/ Editoria/Midia/Por-que-as-conquistas-historicas-do-futebolfeminino-nao-saem-na-midia-/12/33711>. Acesso em: 3 mar. 2016.

Agora, leia a reprodução de alguns discursos que costumam circular socialmente.

“A única coisa que mulher sabe pilotar bem é o fogão.”

“Mulheres querem homens com futuro, e homens querem mulheres sem passado.”

“Não tem problema a mulher trabalhar fora, desde que não atrapalhe as tarefas domésticas.”

“Se ela saiu com essa saia na rua é porque queria ser assediada, né?”

Ao ler as frases acima, algumas pessoas provavelmente riram, outras ficaram indignadas, pois são frases consideradas machistas. Por que o machismo está tão presente em nossa sociedade? Para compreender melhor essa questão, devemos entender qual é o papel da mulher na sociedade hoje e como ele mudou ao longo do tempo. Biologicamente, o sexo de uma pessoa é determinado por um único cromossomo e pode ser masculino ou feminino. Todos recebem dos ovócitos maternos o cromossomo X e podem receber do espermatozoide paterno um cromossomo X ou um cromossomo Y. Se for XX, é uma mulher, se for XY, é um homem.

2. Por que as manchetes do início da página chamam a atenção?

216

Além do sexo biológico, as pessoas são preparadas desde o nascimento para se vestirem e se comportarem como homens ou mulheres. Assim, o termo gênero se refere à construção social da identidade masculina ou feminina. Em outras palavras, um homem é criado de acordo com o que se espera social e historicamente que ele seja e a mulher também. Nesse contexto, o machismo é fruto da diferença entre os gêneros. Entretanto, essa diferença têm resultado não só no machismo, mas em situações que colocam as mulheres em posição de inferioridade. Desde a infância, por causa do sexo biológico, os homens são, em geral, preparados para serem fortes e viris, enquanto espera-se que as mulheres sejam femininas e delicadas. Assim, os papéis de homens e mulheres são determinados socialmente desde quando é determinado o sexo biológico. Dessa forma, qualquer comportamento que vai contra esse padrão gera preconceito. A escolha das roupas, dos esportes e das profissões de homens e mulheres sempre teve grande influência histórica, social e cultural. Em quase todas as sociedades, há comportamentos esperados de um homem e de uma mulher. Na Antiguidade, por exemplo, as mulheres eram vistas como objetos de desejo e satisfação sexual ou, dependendo da civilização, eram apenas responsáveis pela gestação de uma vida. As mulheres, assim como outros grupos, foram por muito tempo vistas como indivíduos inferiores na sociedade, sem ter o direito ao voto ou a escolhas sobre sua própria vida. Dessa maneira, a mulher não era vista como igual ao homem nem em relação aos direitos nem aos deveres, mas situada hierarquicamente abaixo dele. Sobre o papel da mulher na sociedade brasileira, leia o trecho do texto da página seguinte.

2. Porque a primeira manchete destaca uma mulher cuja profissão é considerada estritamente masculina e a segunda trata da diferença de atenção que as mulheres recebem em um esporte considerado masculino.

g18_ftd_lt_1nob_u4_c12_p210a220.indd 216

31/5/16 7:04 PM


[...] Na ordem patriarcal [até o século XIX], a mulher deveria obedecer a pai e marido, passando da autoridade de um para a do outro através de um casamento monogâmico e indissolúvel. [...] [...] O sexo (tolerado) no matrimônio tinha o fim precípuo da procriação, sendo o desejo e o prazer vetados às esposas. Aos maridos, tais limites não eram aplicados, vigorando uma dupla moral que possibilitava que eles exercessem sua sexualidade como bem entendessem [...] A “nova família” [século XX] também exigia uma “nova mulher”: uma mãe dedicada que dispensava especial atenção ao cuidado e à educação dos filhos [...] responsabilizando-se também pela “formação moral” das crianças. Essa “nova mulher” seria também a esposa afetiva, ainda submissa ao marido, mas não mais completamente sem voz. Desobrigada agora de qualquer trabalho “produtivo”, a mulher estaria voltada inteiramente aos afazeres do lar [...] O homem, por sua vez, deveria ser o único provedor da família. [...] [...] o namoro [no século XX], por exemplo, tornou-se uma etapa mais importante do que havia sido antes: a oportunidade de estabelecer, dentro dos padrões de moral e de decência vigentes (que valorizavam, entre outros quesitos, a manutenção da virgindade feminina), um contato mais íntimo entre os namorados que permitisse o conhecimento mútuo e os encaminhasse para o desfecho desejado: o casamento. [...] [...] a partir dos anos 1960 que as mulheres no Brasil passaram a ter acesso a meios contraceptivos mais eficientes, pois, no mesmo ano de 1962, teve início o comércio da pílula anticoncepcional no país. [...] Um dos sinais dessa “reinvenção” [mudanças no papel da mulher na sociedade entre as décadas de 1960 e 1970] diz respeito à sua participação no mercado de trabalho: enquanto em 1973 as mulheres compunham cerca de 30% da população economicamente ativa, em 2009, sua participação estava praticamente equiparada à dos homens (49,7%), [...] [...] embora as mulheres sejam mais escolarizadas que os homens, o rendimento médio delas continua inferior ao deles [70% do que ganha um homem]. As desigualdades não param por aí, se combinarmos a variável “trabalho” com “raça” ou a “cor”. Assim, entre as mulheres “brancas”, 44% estão inseridas em trabalhos informais, o percentual sobe para 54% entre as “pretas” e para 60% entre as “pardas”. [...]

3. Você considera que o que se esperava de uma mulher no início do século XX mudou? Resposta pessoal. 4. Além de evitar uma gravidez, que avanços o uso da pílula anticoncepcional trouxe à mulher? Precípuo: essencial, principal.

Além de tudo isso, muitas mulheres sofrem com a violência. E não só a violência física, pois muitas mulheres são submetidas à violência emocional de maridos, namorados, filhos, colegas de trabalho e chefes. Assim, quando analisamos esse quadro, percebemos que ainda há diversas barreiras a serem ultrapassadas.

Daniel Zeppo

SCOTT, A. S. O caleidoscópio dos arranjos familiares. In: PINSKY, C. B.; PEDRO, J. M. Nova história das mulheres. São Paulo: Contexto, 2012. p. 16-35.

217

Unidade 4

4. Possibilitou à mulher o direito de escolher ter o filho quando considerar conveniente, podendo dedicar-se a outras áreas de sua vida, além da familiar.


Formação do gameta feminino 5. Quantas células são formadas a partir de uma ovogônia?

O ovócito humano é uma célula esférica maior que o espermatozoide. O processo de formação do ovócito é chamado ovogênese ou ovulogênese. Sua produção ocorre nos ovários e tem início no interior do corpo da mãe, quando a menina ainda é um feto. A ovogênese pode ser dividida em duas fases: reducional e equacional. 5. Na ovogênese uma ovogônia origina um ovócito e três corpúsculos polares.

Ovogênese

4

5

mitose

divisão reducional

2n

Os ovócitos I iniciam a divisão reducional (meiose I) antes do nascimento, mas não a completam. Após a puberdade, todos os meses durante o ciclo menstrual, a meiose reinicia, formando duas células haploides de tamanhos diferentes. A maior célula é o ovócito II (secundário), que fica com a maior parte do citoplasma e a célula menor é o primeiro corpúsculo polar. O ovócito II inicia a meiose II, mas não a termina (mantido na metáfase II). Durante a ovulação, um ovócito II é liberado e segue para o interior da tuba uterina.

1

ovócito I

meiose I (reducional)

ovócito II

3

espermatozoide

Se não houver fecundação, o ovócito se degenera. Se um espermatozoide penetrá-lo, a meiose II é reiniciada e o ovócito II se divide em duas células haploides de tamanhos diferentes. A maior célula é o óvulo e a menor é o segundo corpúsculo polar. Os núcleos do espermatozoide e do óvulo se unem, formando o zigoto ou a célula-ovo. O corpúsculo polar se divide, formando outros dois.

n

n

Ilustração produzida com base em: TORTORA, G. J. Corpo humano: fundamentos de Anatomia e Fisiologia. 4. ed. Porto Alegre: Artmed, 2000. p. 534.

n

óvulo

n

n

2n

zigoto

gordura

segundo corpúsculo polar

5

A nge

No nascimento, meninos e meninas têm glândulas mamárias subdesenvolvidas. Na puberdade feminina, são produzidos hormônios que alteram as mamas. Os ductos amadurecem e a gordura é depositada, aumentando seu tamanho.

218

n

4

n

Glândulas mamárias

O papel das glândulas mamárias é secretar e ejetar leite por meio de um processo chamado lactação. A secreção de leite se inicia após o nascimento do bebê e fornece a ele o alimento fundamental durante os seis primeiros meses de vida.

primeiro corpúsculo polar

n

n

meiose II (ovulação)

divisão equacional

2

uman

3

2n

lo Sh

2

ovogônia

As ovogônias (células produtoras de ovócitos) são diploides e se dividem por mitose. Por volta do terceiro mês de desenvolvimento fetal, algumas ovogônias se transformam em células maiores, os ovócitos I (primários).

Somma Studio

1

glândulas mamárias

ductos

Estrutura da mama.

Ilustração produzida com base em: PAULSEN, F.; WASCHKE, J. Sobotta: Atlas de Anatomia humana: Anatomia geral e sistema muscular. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2012. v. 1. p. 115.


Hormônios sexuais A reprodução humana é regulada pela ação de diferentes hormônios. Com a puberdade, evento que se inicia a adolescência,* vários hormônios passam a ser secretados, contribuindo para o desen­volvimento dos sistemas genitais, de características sexuais secundárias e preparando o corpo para a reprodução.

puberdade é uma etapa em que o

humano passa por modificações • •desenvolvimento dos órgãos genitais; corpo que o preparam para a reprodução. • •produção de pelos no corpo; Enquanto a adolescência corresponde a mudanças culturais e sociais, como • •espessamento da pele; novas responsabilidades, por exemplo. • •aumento da secreção pelas glândulas sebáceas; • •crescimento dos músculos esqueléticos e ossos; • •aumento da laringe, que torna o tom de voz mais grave.

Já no início da puberdade feminina, o hipotálamo (região do encéfalo) controla a secreção do hormônio de liberação da gonadotrofina (GnRH). Este, por sua vez, estimula a produção de FSH e LH, os quais estimulam a secreção de estrógeno pelos folículos ovarianos. Isso provoca a ovulação e a secreção de outros hormônios relacionados à reprodução.

Rido/Shutterstock.com

stockyimages/Shutterstock.com

A testosterona é responsável pelo aparecimento das características sexuais secundárias masculinas. No corpo masculino, alguns efeitos da tes*Se necessário, diga aos alunos que a tosterona são:

Unidade 4

No início da puberdade masculina, a glândula hipófise (localizada na base do encéfalo) passa a secretar dois hormônios: LH e FSH. O LH (hormônio luteinizante) estimula células presentes nos testículos a secretarem outro hormônio, a testosterona. O FSH (hormônio folículo-estimulante) e a testosterona estimulam os túbulos seminíferos a iniciarem a espermatogênese.

8. A adolescência tem se prolongado com o passar das décadas. No início do século XX, o adolescente era responsável por ajudar a família no sustento do lar e casava-se ainda nessa etapa da vida.

O estrógeno está relacionado ao desenvolvimento e à manutenção das estruturas do sistema genital feminino. Ele é responsável pelo espessamento do endométrio e 7. Resposta pessoal. Oriente os sua preparação para a gravidez. alunos a discutir sobre independência 6. Você considera sair de casa, cursar o que está em qual Veja alguns efeitos do estrógeno no corpo feminino: financeira, Ensino Superior, entre outros.

• •crescimento das mamas; • •aumento dos quadris;

••delimitação da cintura; ••crescimento de pelos.

A progesterona e o estrógeno preparam o endométrio para a implantação do óvulo fertilizado. A progesterona é responsável por estimular as mamas a produzirem leite. Altos níveis desse hormônio inibem a secreção de GnRH e de LH. A cada mês, sob a influência dos hormônios FSH e LH, os ovócitos presentes nos ovários dão continuidade à ovogênese. Em geral, apenas será liberado um ovócito para ser fecundado, preparando o corpo da mulher para a gravidez.

Adolescência Se fosse possível definir o que é adolescência, uma frase bastaria: é o período do desenvolvimento do ser humano que ocorre entre a infância e a fase adulta. Biologicamente, o marco da adolescência é a puberdade, quando as alterações físicas começam a aparecer. Mas a adolescência também é uma etapa da vida em que modificamos nossa forma de observar o mundo e como interagimos com ele e com as pessoas ao nosso redor. Basicamente, é uma etapa de amadurecimento do ser humano. Alguns pesquisadores dividem a adolescência em três períodos: pré-adolescência, adolescência intermediária e adolescência tardia. A pré-adolescência é marcada pelo início da puberdade e se prolonga até cerca de 14 anos. Na adolescência intermediária, há uma transição entre o início e o fim da adolescência e pode durar até os 17 anos; nesse período, as meninas já passaram pela primeira menstruação e a altura dos meninos ultrapassa à das meninas, o que não ocorria na etapa anterior. A adolescência tardia pode durar cerca de quatro anos e terminar com o estabelecimento de uma identidade adulta e da busca da independência.

período da adolescência? Resposta pessoal. 7. Quando você considera que ocorre a independência, que marca a transição entre a adolescência tardia e a fase adulta? Considera que ela é igual entre as pessoas? Converse sobre isso com seus colegas.

8. Você considera que a adolescência hoje dura mais tempo se comparada com quatro décadas atrás, por exemplo? E se compararmos como ela era há um século. O que mudou?

Reprodução e Embriologia

g18_ftd_lt_1nob_u4_c12_p210a220.indd 219

219

31/5/16 7:06 PM


Ciclo menstrual O conjunto de modificações cíclicas pelas quais os ovários e o endométrio passam, a fim de preparar o corpo da mulher para a gravidez, é denominado ciclo menstrual. A primeira menstruação marca o início da puberdade feminina e é denominada menarca. A duração do ciclo menstrual varia de uma mulher para outra, no entanto, é mais comum que ocorra entre 24 e 35 dias. O ciclo menstrual pode ser dividido em três fases: fase menstrual, fase pré-ovulatória e fase pós-ovulatória. A fase menstrual ou menstruação inicia o ciclo menstrual, que dura cerca de cinco dias, podendo variar de uma mulher para outra. O primeiro dia da menstruação corresponde ao primeiro dia do ciclo menstrual. Nos ovários, vários folículos secundários iniciam o crescimento. No útero, a queda nas concentrações de estrógeno e progesterona causa a constrição de vasos sanguíneos. As células irrigadas por esses vasos sanguíneos passam a não receber sangue e começam a morrer. Com isso, o endométrio, muito fino, se desprende e parte dele é eliminada do corpo, resultando no sangramento. O ovócito é eliminado com parte do endométrio e do sangue. Dessa forma, a menstruação sai do útero passando pela vagina e é eliminada. Nesse período, são eliminados entre 50 mL e 150 mL de sangue. Entre a menstruação e a ovulação, ocorre a fase pré-ovulatória. Em um ciclo de 28 dias, essa fase pode durar entre 6 e 13 dias. Nos ovários, sob a influência de FSH, folículos secundários crescem e passam a secretar estrógeno. Um dos folículos se desenvolverá mais que os outros e se tornará um folículo maduro, que ficará pronto para a ovulação. Nesse estágio, há grande secreção de estrógeno e LH e pouca de progesterona. No útero, o estrógeno estimula o desenvolvimento do endométrio, que aumenta de espessura e se torna mais vascularizado. Quando os níveis de estrógeno se elevam, estimulam o hipotálamo a produzir mais GnRH e a adeno-hipófise (uma das porções da hipófise) a produzir mais LH. O GnRH aumenta a liberação de FSH e de LH, o que provoca a ruptura do folículo maduro. Por volta do 14o dia, o folículo maduro se rompe, liberando o ovócito secundário durante a ovulação. Aproximadamente entre o 15 o e o 28 o dia do ciclo menstrual, ocorre a fase pós-ovulatória, em que há alta secreção de progesterona e pouca de estrógeno, mantendo a espessura do endométrio. Se não houver fecundação, os níveis de estrógeno e proges­ terona diminuem, estimulando a liberação de GnRH, FSH e LH, que contribuem para o crescimento folicular e inicia-se um novo ciclo menstrual. Veja a seguir.

Somma Studio

Ciclo menstrual de 28 dias LH

hormônios

progesterona

estrógeno

endométrio

FSH

Ilustração produzida com base em: TORTORA, G. J. Corpo humano: fundamentos de Anatomia e Fisiologia. 4. ed. Porto Alegre: Artmed, 2000. p. 540-541.

1

2

3

4

5

fase menstrual

6

7

8

9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 1

fase pré-ovulatória

ovulação

fase pós-ovulatória

2 Dias

220

g18_ftd_lt_1nob_u4_c12_p210a220.indd 220

31/5/16 7:07 PM


Biologia e Saúde

TPM, menopausa e andropausa

Durante o ciclo de vida, o ser humano passa por diversas mudanças nas concentrações de hormônios. Quando essas oscilações ocorrem nos hormônios sexuais, vários sintomas surgem, tanto em homens quanto em mulheres.

Unidade 4

Cibele Santos

Observe a tirinha a seguir.

SANTOS, Cibele. A delicada relação “espelho x TPM”... Mulher de 30. Disponível em: <http://mulher30.com.br/?s=uma+delicada+relacao>. Acesso em: 3 mar. 2016.

A tirinha acima mostra um exemplo bem-humorado do que algumas mulheres sentem durante a tensão pré-menstrual (TPM). Trata-se de um conjunto de sintomas que aparecem alguns dias antes da menstruação e desaparecem após seu término. Os sintomas característicos da TPM são causados pelas variações dos hormônios sexuais femininos, o estrógeno e a progesterona, após a ovulação. Entre os sintomas de TPM mais comuns, podemos citar a maior sensibilidade, a irritabilidade, o nervosismo, a dificuldade de concentração, o inchaço nas mamas e no abdome, o aparecimento de acne, o aumento do apetite, a vontade de ingerir doces, o cansaço, entre outros. Atitudes como a prática de exercícios físicos, a redução do sal na alimentação e adoção de uma dieta equilibrada podem contribuir para minimizar os sintomas. No entanto, em casos de TPM intensa o tratamento com medicamentos pode ser necessário e deve ser indicado por um médico. Quando cessam os ciclos menstruais, ocorrem outras mudanças no corpo da mulher. Como vimos, a ovulação ocorre sob a influência, principalmente, dos hormônios FSH e LH, produzidos pela hipófise. Essa liberação continua na vida da mulher até por volta dos 40 a 50 anos, uma vez por mês, quando a produção de ovócitos cessa. Inicia-se, então, um período denominado climatério, em que os ciclos menstruais tornam-se menos frequentes. A última menstruação recebe o nome de menopausa. Com a chegada da menopausa, além do fim da menstruação, outros sintomas podem aparecer. Entre eles, destacam-se: a sensação de calor no rosto e no pescoço, a diminuição do desejo sexual, a irritabilidade, a insônia, a depressão, o aumento do risco de aparecimento de doenças vasculares e de osteoporose, entre outros. Para minimizar os efeitos da menopausa, alguns médicos indicam a reposição hormonal, por meio da qual são administrados hormônios sintéticos com o objetivo de melhorar os sintomas. Assim como as mulheres, os homens, a partir dos 40 anos, também têm uma redução na produção do hormônio sexual. Essa fase é conhecida como andropausa, a qual é marcada pela diminuição da produção de testosterona e pode causar sintomas como: a diminuição do desejo sexual e da frequência das ereções, a depressão, a irritabilidade, o maior risco de aparecimento de doenças como a osteoporose, o aumento da gordura abdominal, entre outros. Alguns médicos orientam os homens a realizarem a reposição hormonal. Reprodução e Embriologia

g18_ftd_lt_1nob_u4_c12_p221a231.indd 221

221

31/5/16 7:14 PM


Fecundação Durante o ato sexual, o homem introduz o pênis ereto na vagina. Ao contrário do que ocorre com a maioria das espécies, o ato sexual na espécie humana não se limita à reprodução. Trata-se de um momento de intimidade entre duas pessoas, que envolve atração sexual, afetividade e prazer. 9. Qual é o caminho percorrido pelos espermatozoides desde sua produção, no sistema genital masculino, até chegarem ao ovócito no sistema genital feminino? Os espermatozoides são produzidos nos testículos, passam pelos epidídimos, seguem para o ducto deferente, a glândula seminal, o ducto ejaculatório, a uretra, a vagina, o útero e a tuba uterina.

Ilustração produzida com base em: MOORE, K. L.; PERSAUD, T. V. N. Embriologia básica. 6. ed. Rio de Janeiro: Elsevier, 2004. p. 29.

Já vimos que o ser humano se reproduz sexuadamente. A união do gameta masculino com o feminino marca a fecundação ou a fertilização. Para que isso aconteça, geralmente os espermatozoides devem ser depositados no interior da vagina por meio do ato sexual. No término do ato sexual, ocorre a ejaculação e milhões de espermatozoides são depositados na vagina e se locomovem até as tubas uterinas. Se houver um ovócito maduro nas tubas uterinas, os espermatozoides vão ao seu encontro, mas apenas um conseguirá penetrá-lo e fecundá-lo. Para ocorrer a fertilização, o espermatozoide precisa desprender a cobertura que protege o acrossomo. Assim, as enzimas do acrossomo penetram a corona radiata, composta de camadas de células ao redor do ovócito e da zona pelúcida, que é uma camada interna à corona radiata. Para que essa barreira seja penetrada, são necessárias enzimas de vários espermatozoides. A zona pelúcida sofre mudanças e bloqueia a entrada de outros espermatozoides. Quando o espermatozoide penetra o ovócito secundário, a meiose II é finalizada, resultando um corpúsculo polar secundário e um óvulo.

zona pelúcida

10. Quantos cromossomos o óvulo tem? 23 cromossomos. 11. E o corpúsculo polar secundário? 23 cromossomos.

di

o

corona radiata

A7

Es

tu

espermatozoide

Representação de um espermatozoide fertilizando o ovócito secundário.

Eye of Science/SPL/Latinstock

As membranas do óvulo e do espermatozoide se desintegram e cada núcleo haploide se combina, formando um óvulo fertilizado, também chamado zigoto ou célula-ovo. Geralmente, a fertilização ocorre entre 12 e 24 horas após a ovulação. Assim, inicia-se o desenvolvimento do zigoto em embrião.

222

12. Que etapa da divisão celular da ovogênese ocorre nesse momento? O ovócito secundário está finalizando a meiose II. Espermatozoide penetrando ovócito secundário (aumento aproximado de 700 vezes).


Biologia e Tecnologia

Fertilização in vitro

A fertilização in vitro pode ser realizada por meio do método convencional ou pela injeção citoplasmática de espermatozoides. Independentemente da técnica adotada, as mulheres recebem um tratamento hormonal para induzir o crescimento dos folículos ovarianos. Em seguida, uma agulha conectada a um aparelho transvaginal, é inserida na vagina e aproximada da região do ovário para a coleta dos ovócitos.

Unidade 4

A fertilização in vitro é um método recomendado para casais que não conseguem gerar filhos naturalmente, em razão da infertilidade. Esse método foi desenvolvido em 1978 pelo fisiologista inglês Robert Geoffrey Edwards (1925-2013).

ovário vagina ovócito

ovócito

Na fertilização in vitro convencional, os ovócitos são colocados em uma placa de vidro com os espermatozoides, os quais devem ter boa motilidade e morfologia adequada para que a fecundação espermatozoide ocorra de maneira espontânea.

Representação da fertilização in vitro convencional.

agulha

citoplasma do ovócito Ilustração produzida com base em: PARKER, S. O livro do corpo humano. Barueri: Ciranda Cultural, 2007. p. 231.

Representação da etapa de coleta de folículos ovarianos durante a fertilização in vitro.

Na injeção citoplasmática de espermatozoides, o médico, por meio de uma agulha, injeta o espermatozoide no citoplasma do ovócito para que ocorra a fecundação. Essa técnica é indicada em casos de baixa produção ou alterações na motilidade e morfologia dos espermatozoides.

Representação da injeção citoplasmática na fertilização in vitro.

espermatozoide

A etapa seguinte é a implantação do embrião no útero, que ocorre de dois a cinco dias após a confirmação da fecundação. No máximo dois a quatro embriões podem ser transferidos para o útero. r ro pa Ca dio St u s: õe aç str

agulha Representação da implantação.

Reprodução e Embriologia

g18_ftd_lt_1nob_u4_c12_p221a231.indd 223

Il u

Os embriões que não foram utilizados no processo de fertilização in vitro são congelados, caso o casal decida ter mais filhos. Caso contrário, os embriões poderão ser doados ou, segundo o Conselho Federal de Medicina (CFM), podem ser descartados após 5 anos.

z

embrião

223

31/5/16 7:15 PM


Atividades

Responda as atividades no caderno.

Veja as respostas das questões desta seção nas Orientações para o professor.

1. Qual é a relação entre a menarca e o ciclo menstrual?

2. Como se chamam os processos de formação dos gametas masculino e feminino? 3. No caderno, faça um esquema representando o que acontece com os hormônios durante o ciclo menstrual e indique o que ocorre em cada uma das etapas.

4. Em que parte do sistema genital feminino ocorre a fecundação? 5. De que forma o espermatozoide consegue entrar no ovócito para fecundá-lo? 6. Como o corpo da mulher evita que dois espermatozoides fecundem o mesmo ovócito? 7. No caderno, relacione a primeira coluna com a segunda. a ) Espermátides.

I ) Ovogênese.

b ) Espermatogônia.

II ) Célula liberada na ovulação, circundada pela zona pelúcida e pela corona radiata.

c ) Ovócito secundário. d ) Formação dos gametas femininos.

I II ) Células haploides transformadas em espermatozoides. I V ) Formação dos gametas masculinos. V ) Células diploides transformadas em espermatócitos primários.

e ) Espermatogênese.

8. Leia as afirmativas a seguir e substitua o símbolo ( ) pela palavra correta disposta no quadro abaixo. progesterona

fase pós-ovulatória testosterona

hipófise

hormônio luteinizante

fase pré-ovulatória

a ) O estimula as células dos testículos a produzir terísticas sexuais secundárias masculinas.

estrógeno

, hormônio responsável pelas carac-

b ) O hormônio folículo estimulante (FSH) e o hormônio luteinizante (LH) são hormônios cuja secreção é controlada pela . c ) Na do ciclo menstrual, o ovócito secundário já foi liberado e o tecido folicular restante aumenta a secreção de . e ) Na

é o hormônio responsável pelas características sexuais secundárias femininas. do ciclo menstrual ocorre a formação dos folículos maduros.

9. No gráfico ao lado, é possível observar a variação hormonal durante o ciclo menstrual. Com base nos seus conhecimentos, interprete o gráfico e responda às questões propostas.

Variação hormonal durante o ciclo menstrual Concentração hormonal

a ) O que acontece quando há um aumento acentuado nos níveis de hormônio luteinizante (LH) durante o ciclo menstrual?

LH estrógeno

b ) Por que há um aumento dos níveis de progesterona logo após o 14 o dia? c ) No gráfico ao lado, pode-se observar que em torno do 28 o dia os níveis de estrógeno e progesterona diminuem. Por que isso acontece?

progesterona

FSH

0

2

4

6

8

10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 Dias

Gilberto Alicio

d ) O

Fonte: TORTORA, G. J. Fundamentos de Anatomia e Fisiologia. 4. ed. Porto Alegre: Artmed, 2000. p. 541.

224

g18_ftd_lt_1nob_u4_c12_p221a231.indd 224

31/5/16 7:18 PM


Unidade 4

10. Leia o trecho do texto abaixo e responda às questões propostas. [...] Alguns sintomas indicam que a mulher pode ter endometriose. São eles: cólica menstrual forte, dor na relação sexual, dor entre as menstruações, infertilidade, dor ao defecar ou ao urinar, sangramento na urina ou nas fezes. Caso você tenha estes sintomas, o primeiro passo é consultar um médico ginecologista. A endometriose aparece em mulheres que estão no período reprodutivo e pode surgir logo após as primeiras menstruações, mas os sintomas mais forte aparecem, geralmente, entre 25 anos e 35 anos. A doença não tem cura definitiva, mas os tratamentos podem permitir uma melhor qualidade de vida. Exercícios físicos e alimentação saudável ajudam no tratamento também [...]. ENTENDA os sintomas da endometriose e saiba quais os tratamentos. G1, São Paulo, 20 fev. 2015. Bem Estar. Disponível em: <http://g1.globo.com/bemestar/noticia/2015/02/endometriose-pode-surgir-logo-apos-primeiras-menstruacoes.html> Acesso em: 3 mar. 2016.

a ) A endometriose se caracteriza por uma inflamação no endométrio. Descreva essa camada do útero. b ) De acordo com o texto acima, a endometriose pode estar relacionada a diversos sintomas, como a infertilidade. Com base nisso, explique a importância do endométrio para a manutenção da gravidez.

11. Observe as ilustrações abaixo e responda às questões propostas. E

A C

F G

Ilustrações: Angelo Shuman

D

B H

Representação do sistema genital masculino.

Representação do sistema genital feminino.

Ilustrações produzidas com base em: PAULSEN, F.; WASCHKE, J. Sobotta: Atlas de Anatomia humana: órgãos internos. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2012. v. 2. p. 236-237.

a ) Identifique cada uma das estruturas indicadas acima. b ) Qual é a importância da estrutura B? c ) Qual é a importância das estruturas indicadas em A, D e E? d ) Qual é a importância das estruturas indicadas em F, G e H?

12. Um jovem casal, após um ano tentando engravidar, resolveu procurar um médico especialista em fertilidade humana. O médico pediu ao marido que realizasse um espermograma, exame por meio do qual é coletado o esperma (sêmen) e são observados aspectos como a produção, a motilidade e a morfologia dos espermatozoides. Observe ao lado os resultados desse exame e responda às questões.

Parâmetro seminal

Resultado do paciente

Valores de referência

Volume (mL)

3

acima de 1,5 mL

Concentração

20 milhões/mL

15 milhões/mL

Motilidade total

55%

40%

a ) De acordo com o resultado do exame, o marido tem chances de apresentar infertilidade? Justifique sua resposta. b ) O que poderia causar uma redução na quantidade de espermatozoides presentes no esperma (sêmen)? Reprodução e Embriologia

225


13. Leia o trecho da reportagem abaixo e responda às questões propostas. [...] Tratamentos hormonais aos 40 ou 50 anos têm ajudado homens e principalmente mulheres a retardar o processo de envelhecimento e aliviar seus efeitos. [...] A reposição hormonal pode ser feita com dosagens relativamente baixas, por via oral ou transdérmica (adesivo, gel ou creme). [...] [...] [...] O sexo feminino passa praticamente três quartos da vida sob forte influência do sistema endócrino e se torna bem mais suscetível a flutuações hormonais. O estrógeno reduz 30% aos 50 anos, com flutuações na menopausa. Já a progesterona tem queda de 75% entre os 35 e 50 anos, com contínuo declínio. Após a menopausa, ela praticamente desaparece. [...] REPOSIÇÃO hormonal alivia os efeitos do processo de envelhecimento. G1, São Paulo, 22 maio 2012. Bem Estar. Disponível em: <http;//g1.globo.com/bemestar/noticia/2012/05/reposicao-hormonal-alivia-os-efeitos-do-processo-de-envelhecimento.html>. Acesso em: 3 mar. 2016.

a ) Explique o que é menopausa. b ) Se uma mulher estiver na menopausa há mais de um ano e fizer reposição hormonal, ela pode engravidar? Justifique sua resposta.

14. (UFPB) A crescente inserção das mulheres no mercado de trabalho tem feito com que a decisão pela maternidade ocorra em idades cada vez mais avançadas. Porém, pesquisas revelam que a fertilidade feminina diminui, acentuadamente, com o decorrer dos anos. Para atender a essa nova realidade social, diferentes técnicas biológicas foram desenvolvidas com êxito, entre elas, a inseminação artificial ou reprodução assistida. Essa técnica consiste na união do espermatozoide com o ovócito secundário em laboratório e posterior implantação no organismo feminino. Considerando os conhecimentos sobre a formação das células sexuais e a reprodução humana, é correto afirmar: a ) O espermatozoide, ao entrar no ovócito secundário, transforma-se em espermatócito I. b ) O corpúsculo polar II origina o ovócito secundário, utilizado na inseminação artificial. c ) A duplicação do núcleo do ovócito secundário e do núcleo do espermatozoide ocorre após a fecundação e antes da fusão dessas células. d ) A inseminação artificial pode ser realizada com êxito, mesmo em mulheres que não possuem o útero. e ) Os ovócitos primários, sob a ação do hormônio estimulante de folículo (FSH), darão origem aos ovócitos secundários.

15. (UFPA) O ciclo menstrual feminino é quase mensal e ocorre a partir da interação hormonal entre a hipófise, o ovário, o útero, preparando o último para a implantação de um embrião. Entretanto, se houver a fecundação, surgem novas interações hormonais que provocam grandes alterações no organismo materno, preparando-o para a gravidez. Uma das primeiras mudanças é a inibição da ovulação, que é provocada pelo(a) a ) diminuição dos níveis do hormônio progesterona, que provoca o aumento da produção do hormônio FSH, impedindo a maturação de novos folículos ovarianos. b ) manutenção de altos níveis de progesterona, que impede a secreção do hormônio FSH e, consequentemente, a maturação de novos folículos ovarianos. c ) manutenção de altos níveis de FSH, que impede secreção de progesterona e, consequentemente, a maturação de novos folículos ovarianos. d ) aumento da produção do hormônio LH, que provoca a atrofia do corpo amarelo. e ) elevação da síntese do hormônio FSH, estimulada pelos níveis baixos de progesterona que deixa de ser liberados pela hipófise.

226


16. (UFSM) O nosso cérebro nem sempre pode aumentar o desempenho conforme o desejado, pois nossas características resultam dos genes e também de fatores ambientais que atuam sobre o nosso desenvolvimento. Considerando que a formação do indivíduo depende da combinação dos gametas masculino e feminino, pode-se afirmar: a ) A meiose ocorre em indivíduos de reprodução sexuada, nos quais há a união dos gametas 2n. b ) Durante o processo meiótico, ocorre a recombinação genética, permitindo que os novos indivíduos sejam todos iguais aos parentais. Unidade 4

c ) A fecundação tem por função formar indivíduos n. d ) A espermatogênese e a ovulogênese humanas têm por finalidade a formação de gametas 2n. e ) A espermatogênese ocorre em indivíduos de reprodução sexuada para formar gametas n.

17. (UFRN) Durante toda a fase reprodutiva, a mulher é submetida a um ciclo de 28 dias que a prepara para a reprodução. Esse ciclo, caracterizado como um ritmo biológico, é composto basicamente por quatro fases: I

Maturação dos folículos

II

Desenvolvimento do revestimento da parede uterina

III

Ovulação

IV

Menstruação (quando não ocorre a fecundação)

As alterações nas taxas hormonais que ocorrem nas fases I, II, III e IV do ciclo reprodutivo são, respectivamente, a ) diminuição do FSH, aumento do estrógeno, diminuição do FSH e do LH e aumento do estrógeno e da progesterona. b ) diminuição do FSH, diminuição do estrógeno, diminuição do FSH e do LH e diminuição do estrógeno e da progesterona. c ) aumento do FSH, aumento do estrógeno, diminuição do FSH e do LH e aumento do estrógeno e da progesterona. d ) aumento do FSH, aumento do estrógeno, aumento do FSH e do LH e diminuição do estrógeno e da progesterona.

Refletindo sobre o capítulo

Veja as respostas das questões desta seção nas Orientações para o professor.

A Retome a questão b da página 210 e reveja sua resposta, corrigindo-a se necessário. B Qual é a relação entre a gametogênese (formação de gametas) e a meiose? C Considere que uma mulher tem a ovulação no dia 25 de maio e praticou ato sexual no dia 23 de maio, sem proteção nem qualquer método contraceptivo. Apesar de não estar ovulando na data do ato, ela poderá engravidar? Explique. D Por que as mamas são consideradas parte do sistema genital feminino? E Retome a ilustração da página 220. Qual hormônio deve estar em maior concentração se o dia da próxima ovulação estiver próximo?

Reprodução e Embriologia

227


Trocando ideias

Sexualidade e respeito

Sexo e sexualidade Você sabia que há diferença entre o sexo e a sexualidade? O sexo refere-se ao ato sexual, ou seja, à introdução do pênis na vagina e o prazer envolvido nesse processo. Já a sexualidade envolve não só o sexo, mas também o desejo, a afetividade, a intimidade, os gestos e os sentimentos de uma pessoa em relação à outra. A sexualidade é um conceito muito amplo e envolve mais aspectos que o sexo, pois ela está diretamente relacionada à orientação sexual de uma pessoa. Nesse sentido, há diferentes formas de afetividade e de orientações sexuais. Por isso, dizemos que as pessoas têm uma orientação afetivo-sexual. Uma pessoa não é igual à outra e cada uma tem uma orientação afetivo-sexual.

Auguste Rodin. 1914. Escultura de bronze. 39 cm. Coleção particular. Foto: Bonhams, London, UK/ Bridgeman Images/Easypix

RODIN, Auguste. O beijo. 1914. Bronze, 39 cm.

Assim, todos temos uma identidade sexual, a qual é formada desde que nascemos. Quando os pais sabem o sexo biológico do bebê, eles procuram roupas e ornamentos que culturalmente são associados a esse sexo. Assim, a criança é criada para ser menino ou menina de acordo com seu sexo biológico. Também é um traço cultural de nossa sociedade, que meninos brinquem e tenham atividades diferentes de meninas e vice-versa. Uma menina pode brincar de carrinho e um menino de boneca sem causar estranheza em algumas pessoas? Um menino pode fazer aulas de balé e uma menina pode jogar futebol sem que alguém considere que isso quer dizer que ambos serão homossexuais? Essas ideias surgem de estereótipos construídos para o papel social do homem e da mulher em sociedade. Isso se refere à identidade de gênero, que também influencia a sexua lidade de uma pessoa. Mas a identidade sexual não é o que os outros esperam de nós, é o que somos, como nos sentimos em relação ao nosso corpo e sobre a nossa orientação sexual.

Preconceito e discriminação Nesse contexto, é importante ressaltar, ainda, os conceitos de preconceito e de discriminação. O preconceito refere-se à percepção, à sensação ou ao pensamento direcionado a indivíduos considerados inferiores por alguma de suas características. A discriminação é a materialização de atitudes relacionadas ao preconceito, que atingem os direitos do indivíduo. Assim, tanto o preconceito quanto a discriminação carregam um pensamento ou uma atitude negativa com relação a uma pessoa ou a um grupo de indivíduos por uma ou mais características que lhes são atribuídas. Você conhece a sigla LGBTT? Ela se refere a pessoas lésbicas, gays, bissexuais, transexuais e travestis. Certamente muitos sequer gostam de ler ou pronunciar esses termos, pois os associam a algo incorreto ou impuro. Trata-se de uma forma de preconceito, pois há nesse sentimento a sensação de superioridade sobre esse grupo de pessoas.

228


Unidade 4

Todos são iguais perante a lei e a sociedade. Isso quer dizer que todos têm os mesmos direitos de ir e vir, de ser e de se expressar com liberdade, desde que não limite o direito e a liberdade do outro. O respeito e a tolerância devem ser práticas constantes nas relações sociais. É dever de todo cidadão respeitar pessoas de todas as etnias ou culturas, de diferentes religiões ou que não tenham crenças religiosas, pessoas baixas ou altas, magras ou gordas, ricas ou pobres, com ou sem deficiên­c ia, heterossexuais ou homossexuais.

Rawpixel.com/Shutterstock.com

Faça, individualmente, o seguinte exercício: se você colocasse seu retrato no meio dos rostos ao lado, com qual dessas pessoas você mais se pareceria? Depois avalie o critério utilizado para identificar essa semelhança. Agora, reflita: a característica que você observou é a mesma que as pessoas utilizam para classificar você em algum grupo? Como se sente em relação a isso? Retratos de pessoas.

É preciso ressaltar que não se trata de aceitação, mas sim de se colocar no lugar do outro antes de realizar qualquer julgamento prévio. É muito importante não discriminar ou recriminar pessoas cuja sexualidade seja diferente da nossa. Nesse sentido, não se justifica qualquer ato que possa gerar violência ou repulsa decorrente do preconceito contra o outro.

Diversidade sexual Existem homens que têm orientação afetivo-sexual por mulheres e vice-versa. Quando uma pessoa tem atração sexual, sente prazer e demonstra afeto por pessoas do sexo oposto, sua orientação afetivo-sexual é heteroafetiva e ela é heterossexual. Quando uma pessoa tem atração sexual, sente prazer e afeto por pessoas do mesmo sexo, dizemos que sua orientação afetivo-sexual é homoafetiva e ela é homossexual. Existem pessoas que têm atração sexual, prazer e afeto por pessoas de ambos os sexos e são chamadas bissexuais. Mas por que o termo “afeto” está presente nessa terminologia? Isso acontece porque estamos tratando não somente do ato sexual em si, mas também de sexualidade, portanto, do prazer sexual e da afetividade que uma pessoa sente em relação à outra.

São popularmente chamadas lésbicas mulheres que têm orientação homoafetiva; os gays são os homens que man­têm relações homoafetivas; os transexuais são pessoas que não se reconhecem no sexo biológico em que nasceram; os travestis são pessoas que têm orientação homoafetiva e que gostam de se vestir com roupas consideradas exclusivas de pessoas do sexo oposto.

Syda Productions/Shutterstock/Glow Images

Vivemos em uma sociedade considerada heteronormativa, isto é, em uma sociedade em que a heterossexualidade/heteroafetividade é considerada normal e o que for diferente é tido como anormal, o que aumenta ainda mais o preconceito.

Casal homoafetivo de mãos dadas.

Reprodução e Embriologia

g18_ftd_lt_1nob_u4_c12_p221a231.indd 229

229

31/5/16 7:20 PM


Homofobia e transfobia E quando a discriminação vai além das palavras? Leia algumas manchetes.

Homofobia motivou um assassinato a cada 27 horas em 2014 no Brasil

Com 600 mortes em seis anos, Brasil é o que mais mata travestis e transexuais CAZARRÉ, Marieta. Com 600 mortes em seis anos, Brasil é o que mais mata travestis e transexuais. EBC - Agência Brasil, Brasília, 13 nov. 2015. Disponível em: <http://agenciabrasil.ebc.com.br/direitos -humanos/noticia/2015-11/com-600-mortes-em-seis-anos-brasil-e-oque-mais-mata-travestis-e>. Acesso em: 3 mar. 2016.

A homofobia refere-se à aversão à homoafetividade e aos homossexuais. Essa rejeição está relacionada ao preconceito e ao medo que uma pessoa que se considera heterossexual tem de uma pessoa que ela considera homossexual. A pessoa que sente essa repulsa é chamada homofóbica. Se a repulsa ocorrer em relação a travestis e transexuais, ela recebe o nome de transfobia.

Nick Starichenko/Shutter stock.c

om

Será que esse comportamento discriminatório é recente em nossa sociedade? Leia o trecho de um artigo a seguir.

[...] No Portugal moderno, no século XV, a relação entre pessoas do mesmo sexo foi chamada de “mau pecado”, de sodomia ou “pecado nefando” – ou seja, algo do qual não se deveria falar [...] Mais que condenada, foi criminalizada pela Igreja, pelo Estado e pela Inquisição, e as penas mais severas incluíam a morte. [...] A homossexualidade foi o único crime moral passível de receber a pena da fogueira pela Inquisição portuguesa. [...] [...] GOMES, Veronica. As leis da intolerância. Revista de Historia.com.br, São Paulo, 1o ago. 2015. Disponível em: <http://www.revistadehistoria.com.br/secao/capa/as-leis-da-intolerancia>. Acesso em: 3 mar. 2016.

Como vimos nesse último texto, a discriminação contra os homossexuais é tão antiga quanto a história de nosso país. Isso quer dizer que o preconceito sexual, tão presente nos dias atuais, atravessou os séculos, e há registros de que ele já existia desde o século XV em Portugal, com influência da postura da Igreja e do Estado em relação aos homossexuais. O problema de toda relação social marcada pelo preconceito é a possibilidade de discriminação. Você certamente já ouviu frases como: “é gay porque não tem vergonha”; “quem é o homem da relação?”; “ela parece macho”. Expressões como essas não só remetem ao preconceito, mas como estabelecem uma forma de superioridade sobre o grupo homossexual. Assim, falar algo que pode ofender alguém é um ato discriminatório.

230

elwynn/Shutterstock.com

Tom Wang /S

hu tterstock.c

om

BARROS, Ana Cláudia. Homofobia motivou um assassinato a cada 27 horas em 2014 no Brasil. R7, São Paulo, 16 mar. 2015. Notícias. Disponível em: <http://noticias.r7.com/cidades/homofobia-motivouum-assassinato-a-cada-27-horas-em-2014-no-brasil-16032015>. Acesso em: 3 mar. 2016.


Unidade 4

Questão de opção? Há quem pense que o indivíduo escolhe ser homossexual e isto não é verdadeiro. Não é questão de opção; é questão de sentimento, pois a pessoa sente desejo e, muitas vezes, apaixona-se por alguém do mesmo sexo, independente de sua vontade, de sua escolha, da mesma forma como um heterossexual sente atração e apaixona-se por uma pessoa do sexo oposto e não sabe explicar por que sente tal atração, não conseguindo mudar essa situação, mesmo que quisesse. É possível garantir que não é opção, primeiramente, porque ninguém escolheria o caminho do sofrimento, pois ser homossexual, na maioria das sociedades, é ser vítima de opressão, desprezo, desamor e incompreensão.

Di Studio/Shutterstock.com

Muitas pessoas utilizam os termos orientação e opção sexual equivocadamente. Sobre as diferenças entre esses termos, leia o texto a seguir.

Em segundo lugar, homens e mulheres, quando começam a perceber que são homossexuais, sofrem, lutam contra esse sentimento, porque aprenderam, desde pequenos, que nossa sociedade aprova apenas o padrão de relacionamento homem-mulher. Sentindo-se “diferentes”, sabem que terão que enfrentar dificuldades e temem perder o amor dos pais, dos irmãos, dos amigos... Muitos pensam em suicídio. Na faixa etária dos 13 aos 18 anos é significativamente maior o número de suicídios praticados entre adolescentes homossexuais, que entre adolescentes heterossexuais. [...] Doença? Não. A homossexualidade não é doença. Embora, desde a 2a metade do século XIX, a Medicina, a Psiquiatria e a Psicologia a tenham apontado como doença; em 1973, a Associação Americana de Psiquiatria afirmou que é antiético tentar mudar a orientação sexual de um gay. Em 1984, a Associação Brasileira de Psiquiatria opôs-se a qualquer discriminação e preconceito contra gays e lésbicas. No mesmo ano, a Organização Mundial de Saúde (OMS) e, no ano seguinte, o Conselho Federal de Medicina, proibiram a classificação como desvio ou doença. Em 1990, a OMS retirou a homossexualidade da CID (Classificação Internacional de Doenças). Portanto, a homossexualidade não constitui doença, nem distúrbio, nem perversão. [...]

FIGUEIRÓ, M. N. Homossexualidade e educação sexual: construindo o respeito à diversidade. Londrina: Uel, 2007. p. 28-31.

Veja as respostas das questões desta seção nas Orientações para o professor.

a ) Muitas pessoas falam em cura gay. Segundo o texto acima, por que isso não tem fundamento? b ) Converse com os colegas sobre os diferentes tipos de preconceito e discriminação existentes em nossa sociedade. Depois, reflita: você já foi vítima de algum deles?

tmcphotos/Shutterstock.com

Natureza? Instinto? Muitos têm ideia de que a pessoa já nasce homossexual, o que não é verdadeiro, pois a pessoa não nasce homossexual, ela se torna homossexual, devido a vários fatores. Todos nós, ao nascer, podemos nos tornar homo ou heterossexuais. A identidade sexual, ou seja, o identificar-se como homem ou mulher, forma-se nos primeiros anos de vida, possivelmente, até o segundo ano. Já a orientação sexual, ou seja, a atração sexual por uma pessoa de sexo igual ou diferente do seu, irá estruturar-se, mais concretamente, no início da adolescência, embora a pessoa já vá recebendo influência desde os primeiros anos de vida, em especial, do relacionamento familiar com o pai e com a mãe. Fatores de ordem hormonal, ou genética, ou do período de formação embrionária podem se fazer presentes, em vários casos, mas não se pode crer na influência de fatores isolados e únicos.

c ) Converse com seus colegas sobre as raízes do preconceito em relação às pessoas homossexuais.

231

g18_ftd_lt_1nob_u4_c12_p221a231.indd 231

31/5/16 7:21 PM


Patrick McKern/PATH

Novo método anticoncepcional injetável,* cuja dose custa apenas um dólar, e garante proteção contra a fertilização por três meses. Com o apoio de grupos privados, como a Fundação Bill e Melinda Gates, a previsão é de que, no futuro, esse anticoncepcional seja disponibilizado a mulheres dos 69 países mais pobres do mundo.

capítulo

*Se necessário, informe aos alunos que o anticoncepcional é composto de um hormônio sintético (acetato de medroxiprogesterona) semelhante à progesterona.

A) Ações como essas facilitam o acesso a métodos contraceptivos em lugares em que essa prática ainda não é frequente, principalmente, pela ausência de recursos financeiros para incorporá-la ao cotidiano. Indiretamente, o acesso a esses métodos pode interferir em casos de gravidez não desejada e auxiliar no planejamento familiar. B) Não, o uso de alguns métodos contraceptivos, como os preservativos, auxilia também a evitar doenças sexualmente transmissíveis. C) Possíveis respostas: preservativos (camisinha masculina e feminina), pílulas anticoncepcionais, vasectomia, laqueadura, pílula do dia seguinte (contracepção de emergência), DIU (dispositivo intrauterino), diafragma, anticoncepcionais injetáveis, entre outros.

232

Métodos contraceptivos

Os métodos contraceptivos ou anticoncepcionais correspondem a maneiras, medicamentos, objetos ou cirurgias que visam evitar a gravidez não planejada. Ainda hoje, em vários países, a população não tem o costume de usar esses métodos e tampouco tem acesso a eles. Segundo a Organização Mundial da Saúde (OMS), atualmente, existem cerca de 225 milhões de mulheres vivendo em países de baixa e média renda, que não têm acesso a métodos contraceptivos. A grande maioria dessas mulheres concentra-se no continente africano. No entanto, mesmo nos países de baixa e média renda, percebe-se que há uma crescente preocupação em planejar o momento de engravidar e em limitar o número de filhos, ou seja, há um planejamento familiar. Este pode ser auxiliado pelos métodos contraceptivos e garante às mulheres e aos homens o direito de ter ou não ter filhos e decidir o número de seus descendentes. A Qual é a importância do apoio de grupos privados, como o do instituto citado acima, para diversas mulheres do mundo? B O uso de métodos contraceptivos interfere apenas na ocorrência de gestações não planejadas? Por quê? C Cite dois métodos contraceptivos. D Qual é a relação entre planejamento familiar e os métodos contraceptivos? Os métodos contraceptivos evitam que as relações sexuais resultem na ocorrência de gestação não planejada. Assim, permitem à pessoa decidir qual é o melhor momento para ter filhos e a quantidade de descendentes que pretende ter.


Métodos contraceptivos naturais Os métodos contraceptivos naturais, também chamados comportamentais, exigem o conhecimento do período fértil da mulher, ou seja, do período em que ocorre a ovulação, no qual há mais chances de ocorrer gravidez. Nesse período, o casal deve abster-se de relações sexuais, ou não permitir que o esperma (sêmen) entre em contato com a vagina. Conheça a seguir quais são esses métodos contraceptivos.

Unidade 4

Tabela

*Informe aos alunos que esse período de três dias tem relação com o tempo de viabilidade dos espermatozoides e ovócitos no trato genital feminino. Veja mais informações sobre ciclo menstrual e período fértil nas Orientações para o professor.

A mulher que optar por esse método deve conhecer a duração do seu ciclo menstrual. No entanto, ele não é indicado para mulheres em período pós-parto ou durante a amamentação, para adolescentes e mulheres na pré-menopausa, pois estas, geralmente, apresentam ciclos menstruais irregulares. O método da tabela requer disciplina rígida e absoluta abstinência sexual nos dias do período fértil. Por causa disso, a eficácia desse método é bastante variável.

Temperatura basal

Poliana Garcia

O método da tabela, também conhecido como método Ogino-Knaus, consiste na identificação do período fértil da mulher com base na duração do ciclo menstrual e na abstenção de relação sexual nesse período. Geralmente, o ciclo menstrual tem duração de 28 dias e a ovulação ocorre no 14o dia do ciclo. Assim, compreende-se como período fértil os três dias antes da ovulação, o dia da ovulação e os três dias após a liberação do ovócito.* Observe o exemplo ao lado.

1o dia de menstruação

1. Por que o método da tabela não é indicado para mulheres com ciclos menstruais irregulares?

Quando a mulher está ovulando, a progesterona liberada pode elevar a temperatura basal em alguns décimos. Dessa forma, antes da ovulação, a temperatura basal é um pouco mais baixa e permanece assim até a liberação do ovócito pelo ovário, quando ela se eleva em alguns décimos e assim permanece até a próxima menstruação.

Ciclos menstruais irregulares dificultam a identificação do período fértil da mulher, uma vez que este depende diretamente da duração dos ciclos menstruais. **Se necessário, informe aos alunos que a temperatura é mensurada pela boca, pelo ânus ou pela vagina.

Curva de temperatura basal Dias 01 03 05 07 09 11 13 15 17 19 21 23 25 27 01 03 37,0

Gilberto Alicio

Além da necessidade de disciplina rigorosa na mensuração da temperatura e na abstinência sexual, vários fatores podem interferir na variação dessa temperatura, como um processo infeccioso (gripe, por exemplo), a ingestão de bebidas alcoólicas, perturbações no sono, estresse, entre outros. Isso pode ocasionar uma baixa eficiência desse método contraceptivo.

ovulação

Representação do período fértil para um ciclo menstrual de 28 dias

A temperatura basal corresponde à temperatura corpórea de uma pessoa em repouso, logo após acordar de, pelo menos, cinco a seis horas de sono. Esse método identifica o período fértil da mulher por meio do monitoramento dessa temperatura, a qual pode sofrer pequenas alterações por ação de hormônios do ciclo menstrual.**

Para evitar a gravidez, o casal deve evitar relações sexuais no período de quatro a cinco dias antes da data prevista para a ovulação até o quarto dia em que a temperatura permanecer elevada.

período fértil

36,9 36,8 36,7 36,6 36,5 36,4 36,3

Fonte: BRASIL. Ministério da Saúde. Assistência em planejamento familiar: manual técnico. 4. ed. Brasília: Ministério da Saúde, 2002. Disponível em: <http://bvsms.saude.gov.br/ bvs/publicacoes/0102assistencia1.pdf>. Acesso em: 4 mar. 2016.

36,2 T (ºC)

Reprodução e Embriologia

g18_ftd_lt_1nob_u4_c13_p232a247.indd 233

233

31/5/16 7:23 PM


Coito interrompido O coito interrompido consiste na interrupção da relação sexual momentos antes da ejaculação. Assim, ao pressentir a iminência da ejaculação, o homem retira o pênis da vagina, eliminando o esperma fora, preferencialmente, longe dos genitais da mulher. Apesar de comum, essa prática não deve ser estimulada como método contraceptivo, pois há grande chance de falha, tanto por exigir autocontrole na retirada do pênis quanto pela possibilidade da existência de espermatozoides nas secreções eliminadas pelo pênis antes da ejaculação.

Muco cervical O método do muco cervical, também conhecido como método Billings, permite reconhecer o período fértil da mulher pela identificação da presença do muco cervical e pela observação de suas características. Esse muco é uma secreção produzida no colo do útero e pode sofrer alterações físicas e químicas por influência de hormônios relacionados ao ciclo menstrual. Após a menstruação, pode-se iniciar um período de baixa umidade vaginal. Esse período é seguido por um aumento progressivo na liberação de estrógeno, o qual estimula a produção de muco cervical. Quando se aproxima a ovulação, esse muco torna-se mais abundante, transparente, fluido e com filância, ou seja, é capaz de formar um fio quando distendido no ar. Essas características facilitam o acesso do espermatozoide ao colo uterino.

Após a ovulação, o aumento progressivo na liberação de progesterona faz o muco cervical se tornar cada vez mais escasso, esbranquiçado, opaco, pegajoso e sem filância. A pequena quantidade de muco, aliada a essas características, dificulta o acesso dos espermatozoides ao colo do útero, caracterizando o período infértil da mulher. muco cervical sem filância

mm

aS

tu

dio

muco cervical com filância

2. A determinação do período fértil indica que as relações sexuais devem ser evitadas, visto que nesse período ocorre a ovulação e, consequentemente, elevam-se as chances de ocorrer a gravidez.

So

Ilustrações produzidas com base em: Sociedade Brasileira de Reprodução Humana. Disponível em: <www.sbrh.org.br/sbrh_ novo/guidelines/guideline_pdf/ guildeline_contracepcao.pdf>. Acesso em: 9 maio 2016.

Representação de muco cervical em período fértil. Nesse período, o muco apresenta aspecto de clara de ovo.

Representação de muco cervical em período infértil.

2. Como a determinação do período fértil pode ajudar a reduzir a probabilidade de ocorrer a fertilização?

Nesse período de grande umidade vaginal e com a presença de muco cervical semelhante à clara de ovo, o casal deve evitar relações sexuais, estendendo a abstinência a até quatro dias após o desaparecimento do muco. O método do muco cervical não é indicado após o parto, durante a amamentação ou quando a mulher apresenta qualquer tipo de infecção, pois essas situações podem interferir no aspecto do muco, dificultando a identificação do período fértil. Além disso, esse método requer disciplina e observação atenta ao muco cervical.

234

g18_ftd_lt_1nob_u4_c13_p232a247.indd 234

31/5/16 7:24 PM


Métodos contraceptivos de barreira Os métodos contraceptivos de barreira atuam como obstáculo mecânico, impedindo a ascensão dos espermatozoides no trato genital feminino e, consequentemente, o encontro deles com o ovócito. Esses métodos incluem, por exemplo, os preservativos masculino e feminino e o diafragma.

3. Por que os preservativos podem auxiliar na proteção contra as DSTs?

3. Porque, diferentemente dos outros métodos contraceptivos, eles impedem o contato entre os órgãos genitais e suas secreções, que podem conter os agentes patogênicos causadores desse tipo de doença.

Unidade 4

Dentre todos os métodos contraceptivos, os preservativos, também conhecidos como condoms ou camisinhas, são os únicos que, além de evitar a fecundação, oferecem proteção contra as doenças sexualmente transmissíveis (DSTs).

Preservativo masculino O preservativo masculino, também conhecido como camisa de vênus,* é um envoltório de látex para o pênis, que impede o contato do esperma ejaculado com a vagina. Esse tipo de objeto, acredita-se, já era usado no Egito antigo, por caçadores para proteger o pênis de galhos e picadas de insetos.

*Veja informações a respeito dessa denominação nas Orientações para o professor.

Inicialmente, os preservativos masculinos eram fabricados com membranas de animais, como peles, bexigas urinárias e intestinos. Depois, passaram a ser produzidos com linho, borracha vulcanizada e, atualmente, látex. Esses preservativos apresentam uma extremidade aberta, dotada de um anel rígido e flexível, e uma extremidade fechada, responsável por reter o esperma da ejaculação.

A

Com o pênis ereto e antes de qualquer penetração, pressione a extremidade fechada da camisinha, retirando o ar de seu interior. Posicione a camisinha na glande do pênis.

B

Mantendo a pressão na extremidade do preservativo, desenrole-o até a base do pênis, cobrindo completamente o órgão. Certifique-se de que a extremidade fechada não apresenta ar.

C

Após a ejaculação, retire o preservativo com o pênis ainda ereto. Para isso, segure o preservativo pela base e deslize-o até a cabeça do pênis, para evitar vazamento de esperma.

Ministério da Saúde/Governo Federal

As imagens, a seguir, mostram o modo correto de utilização do preservativo masculino. Observe-as.

D

A camisinha deve ser usada uma única vez e descartada na lixeira após o uso, de preferência com um nó em sua extremidade aberta.

4. Por que é tão importante certificar-se da ausência de ar na extremidade fechada da camisinha durante sua colocação? Porque é nessa região que será armazenado o esperma ejaculado. Se ela estiver cheia de ar, o esperma pode vazar do preservativo ou este pode se romper.

O uso do preservativo masculino envolve alguns cuidados básicos como: guardá-lo em local fresco e seco; evitar carregá-lo na carteira ou no bolso, onde o calor e os movimentos podem rasgar ou ressecar a embalagem; não abrir a embalagem com os dentes, a tesoura ou as unhas; verificar o prazo de validade do preservativo; atentar para a sua integridade, pois não pode apresentar furos; entre outros cuidados.

Reprodução e Embriologia

g18_ftd_lt_1nob_u4_c13_p232a247.indd 235

235

31/5/16 7:26 PM


Preservativo feminino O preservativo feminino é um tubo alongado de poliuretano, material mais resistente que o látex. Esse contraceptivo possui uma extremidade fechada, responsável por receber o esperma, e outra aberta. Ambas as extremidades são circundadas por um anel flexível que adequa a camisinha ao colo do útero e a mantém aberta para a introdução do pênis.

Ministério da Saúde/Governo Federal

As imagens a seguir mostram o modo correto de utilização do preservativo feminino. Observe-as.

A

Com os dedos polegar e médio, aperte a parte externa do anel flexível da extremidade fechada da camisinha, formando um “8”.

B

Introduza o anel na vagina e, com o dedo indicador, empurre a camisinha até o fundo da vagina, alcançando o colo do útero. A extremidade aberta deve ficar fora da vagina cobrindo os grandes lábios.

C

Para retirar a camisinha, segure o anel flexível e dê uma leve torcida para evitar o extravasamento do esperma. Puxe delicadamente a camisinha para fora da vagina.

D

A camisinha deve ser usada uma única vez e descartada na lixeira após o uso, de preferência com um nó em sua extremidade aberta.

O uso do preservativo feminino exige os mesmos cuidados do preservativo masculino. De maneira geral, os preservativos não apresentam contraindicações, exceto por raros casos de alergia ao material. Sua eficácia como contraceptivo depende, basicamente, do uso correto, não sendo indicado o uso de dois preservativos em uma relação sexual, pois o atrito entre eles aumenta os riscos de rompimento das camisinhas.

Ilustração produzida com base em: TORTORA, G. J. Corpo humano: fundamentos de Anatomia e Fisiologia. 4. ed. Porto Alegre: Artmed, 2000. p. 532.

Diafragma

A

O diafragma é uma membrana de silicone ou látex. Ele possui tamanhos variáveis, com bordas firmes e flexíveis, em forma de cúpula,* que cobre todo o colo do útero e a parte superior da vagina, impedindo o contato do esperma com o útero. Esse contraceptivo deve ser retirado da vagina entre seis e oito horas após a última relação sexual, e pode ser reutilizado depois de ser higienizado com água e sabão neutro. Sua eficiência contraceptiva depende basicamente do uso adequado.

oto

Ar

en

a

B

Angelo Shuman

a

e ni

l /A

am

y St

o c k P h o t o/ F

Para aumentar a eficiência contraceptiva do diafragma, é recomendada a sua associação com espermicidas, substâncias que causam a imobilização ou morte dos espermatozoides. Ph

Representação do diafragma no interior do útero (A) e em detalhe (B). A escolha do diafragma exige consulta médica prévia para determinar o tamanho do colo do útero.

236

*Informe aos alunos que a forma de cúpula apresenta uma face côncava e outra convexa.

Essas substâncias possuem efetividade de, no máximo 2 horas, e, quando isolados, apre sentam baixa eficácia como contraceptivos. 5. Por que é necessário esperar certo tempo para retirar o diafragma após a relação sexual?

5. Porque, nesse período, o espermicida pode agir e, também, grande parte dos espermatozoides morre ou se torna menos viável à fertilização. Além disso, ao retirar o diafragma, pode ocorrer o contato do esperma com o útero.


Biologia e Sociedade

História do HIV

A Síndrome da imunodeficiência adquirida (AIDS) é causada pelo vírus da imunodeficiência humana, o HIV. O portador desse vírus tem uma redução na quantidade de linfócitos T, tornando-o suscetível a infecções oportunistas, ou seja, a doenças que se instalam quando a imunidade está comprometida.

Unidade 4

Essa síndrome é mundialmente conhecida e há registros de casos em praticamente todos os países. Segundo a Organização Mundial da Saúde (OMS), até o ano de 2014, 36,9 milhões de pessoas haviam contraído esse vírus no mundo. O HIV foi descoberto em 1982, nos Estados Unidos, quando homens homossexuais saudáveis morreram repentinamente por causa de tipos raros de pneumonia e de câncer de pele, indicando que estavam com a imunidade comprometida. Nos anos seguintes, foram registrados casos de homens heterossexuais, mulheres, bebês e usuários de drogas injetáveis com o mesmo diagnóstico. Em 1983, esse vírus foi isolado e caracterizado pela equipe do médico francês Luc Montagnier (1932-). Apesar de ter sido descrito somente na década de 1980, o HIV já era comum no continente africano há algumas décadas, onde sua dispersão ocorreu por dois principais motivos, a prostituição e a reutilização de agulhas de vacinas, que contaminavam as pessoas. Esse vírus pode permanecer por, aproximadamente, 10 anos em incubação, que é o período decorrido entre a infecção e o desenvolvimento dos sintomas da doença. Um dos desafios das pesquisas atuais é encontrar a cura para o HIV, pois, por ser muito resistente, o vírus permanece dentro das células sem se multiplicar por um longo período. Além disso, ele apresenta estratégias complexas que destroem a imunidade de seu portador. Enquanto a cura não é descoberta, os portadores de HIV são tratados com medicamentos que têm a função de inibir a reprodução do vírus e amenizar os efeitos da síndrome, prolongando a vida deles. T-Design/Shutterstock.com

No Brasil, na década de 1990, houve um aumento considerável na quantidade de mortes causadas pelo HIV. Para amenizar esse problema, desde 1996, o Sistema Único de Saúde (SUS) passou a garantir o acesso universal e gratuito ao diagnóstico e ao tratamento da síndrome. A partir de então, a quantidade de pessoas em tratamento foi aumentando cada vez mais e, entre os anos de 2005 e 2013, passou de 165 mil para 353 mil. Atualmente, a taxa de infecção é de cerca de 20 casos a cada 100 mil brasileiros, e a transmissão do vírus ocorre, principalmente, pelo contato com sangue ou com fluidos corporais de pessoas infectadas, que pode se dar pela prática sexual sem camisinha. O HIV pode infectar pessoas de todas as idades, etnias e orientações sexuais. No entanto, de acordo com o Ministério da Saúde, novos casos entre as populações de jovens e idosos têm surgido, indicando a necessidade de novas campanhas voltadas a esses grupos. A sexualidade faz parte do desenvolvimento humano e o ato de se proteger de DSTs também. Por isso, é essencial utilizar o preservativo nas relações sexuais em qualquer idade.

Reprodução e Embriologia

237


Métodos contraceptivos hormonais Os métodos contraceptivos hormonais baseiam-se no uso de hormônios sintéticos, semelhantes aos esteroides femininos estrógeno e progesterona, em dose e modo adequados. Esses métodos contraceptivos podem ser compostos de uma combinação de hormônios ou por hormônios isolados, que impedem a ovulação, alteram as características do muco cervical, ou interrompem o desenvolvimento da parede interna do útero (endométrio). Conheça a seguir quais são esses métodos.

Pílula anticoncepcional A pílula anticoncepcional, também chamada de pílula combinada, é um tipo de contraceptivo hormonal oral, que foi criada no início da década de 1960, pelo cientista Gregory Pincus (1903-1967). As primeiras pílulas produzidas apresentavam doses hormonais muito mais elevadas que as pílulas atuais e só chegaram ao Brasil alguns anos depois, ainda na década de 1960. A pílula anticoncepcional combinada contém dois hormônios sintéticos: um estrogênico, similar ao estrógeno, e um progestogênico, similar à progesterona. Ela pode ser usada sob orientação médica por quase* todas as mulheres a partir da primeira ** de prefemenstruação, e deve ser tomada sem interrupções, geralmente por 21 dias, rência no mesmo horário, evitando ao máximo qualquer esquecimento.

7. O que é esperado que ocorra com a menstruação da mulher que toma pílulas anticoncepcionais sem pausa? Por quê? 6. Porque esse comportamento mantém os níveis hormonais adequados (nem muito elevados nem muito reduzidos), o que é essencial para a atuação do contraceptivo das pílulas. 7. É esperado que ela não menstrue, pois, enquanto estiver tomando as pílulas, as taxas hormonais se manterão em níveis adequados para não permitir a ovulação.

238

jeka84/Shutterstock.c

6. Por que é importante que as pílulas sejam tomadas ininterruptamente e, de preferência, no mesmo horário?

Progesterona e estrógeno sintéticos Estrógeno natural

om

Cartela de pílula anticoncepcional contendo 21 comprimidos.

Progesterona natural

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28

1º dia do ciclo menstrual 1ª pílula anticoncepcional

Período fértil

Gilberto Alicio

*Veja mais informações sobre as contraindicações da pílula anticoncepcional nas Orientações para o professor. **Informe aos alunos que a quantidade de pílulas por cartela pode variar (22, 24 ou 26 pílulas) de uma marca para outra.

21ª pílula anticoncepcional

Fonte: TORTORA, G. J. Corpo humano: fundamentos de Anatomia e Fisiologia. 4. ed. Porto Alegre: Artmed, 2000. p. 541.

28º dia do ciclo menstrual

Representação dos níveis relativos dos hormônios progesterona e estrógeno, sintéticos e naturais, ao longo de um ciclo menstrual de 28 dias, com a administração da pílula anticoncepcional de 21 dias e sem a administração desse contraceptivo.

O uso correto das pílulas mantém o nível dos hormônios estrógeno e progesterona elevados e constantes na corrente sanguínea, deixando de ocorrer picos hormonais, como se observa em um ciclo menstrual sem o uso de pílula contraceptiva. Os hormônios presentes nas pílulas anticoncepcionais atuam sobre o hipotálamo e a hipófise, inibindo a liberação do hormônio liberador de gonadotrofina (GnRH) e, consequentemente, dos hormônios folículo-estimulante (FSH) e luteinizante (LH). A queda nos níveis dos hormônios FSH e LH inibe o desenvolvimento folicular e a ovulação. Os anticoncepcionais orais interferem também no muco cervical, tornando-o inadequado para os espermatozoides, e atuam no desenvolvimento do endométrio, deixando-o menos receptivo à implantação. A eficácia desse método contraceptivo depende essencialmente do modo como é usado; pois, se utilizado de forma correta, reduz drasticamente a possibilidade de ocorrência da gravidez.


Outros métodos contraceptivos hormonais Além da pílula anticoncepcional combinada, existem as minipílulas anticoncepcionais, que são compostas por uma baixa concentração de um único hormônio, a progesterona sintética. Ela é considerada menos eficiente que a pílula combinada e seu uso pode ocasionar um ciclo menstrual irregular. A minipílula deve ser ingerida diariamente, e é indicada para contracepção durante a amamentação e para pessoas que precisam evitar a ingestão de estrogênicos.

Scott Camazine/Science Source/Latinstock

Unidade 4

Outro método são os anticoncepcionais injetáveis, apresentados em forma de injeções de hormônios sintéticos isolados ou combinados. Eles são considerados altamente eficazes e sua aplicação pode ser mensal ou trimestral. Os contraceptivos injetáveis mensais são compostos pelos dois tipos hormonais (progestogênicos e estrogênicos). O trimestral é composto apenas por um hormônio similar à progesterona.

Anticoncepcional injetável.

De modo geral, o retorno da fertilidade ocorre logo após a interrupção das injeções. No entanto, no caso da injeção trimestral, pode haver um atraso de até 4 meses para o retorno da fertilidade.

8. Uma maior diversidade de métodos contraceptivos masculinos pode aumentar as chances de os homens aderirem a métodos contraceptivos, pois poderão escolher um método ao qual melhor se adaptem. Além disso, promove uma adequada divisão de responsabilidades quanto a uma possível gravidez, a qual, atualmente, está mais relacionada à contracepção feminina.

Os contraceptivos hormonais são de uso exclusivo do sexo feminino. No entanto, há pesquisas sendo desenvolvidas visando à criação de pílulas anticoncepcionais e outros métodos não hormonais para homens. 8. Qual é a importância do desenvolvimento de novos métodos contraceptivos para homens?

Atualmente, a comunidade científica tem buscado desenvolver métodos contraceptivos cada vez mais eficientes, com menor concentração hormonal, de fácil acesso e uso, com menos efeitos colaterais e menos agressivos ao organismo e ao ambiente. 9. Como métodos contraceptivos hormonais podem ser prejudiciais ao ambiente?

Muitos dos hormônios presentes nas pílulas anticoncepcionais não são degradados ou absorvidos pelo organismo. Com isso, são eliminados no ambiente pela urina da mulher e seguem para o tratamento de esgoto. Mesmo passando pelos processos de tratamento, a água pode conter hormônios que alcançam os rios e podem afetar especialmente os animais aquáticos.

DIU

O dispositivo intrauterino (DIU) é um pequeno objeto flexível de plástico. Ele é inserido no interior do útero e pode ser retirado a qualquer momento ou permanecer no corpo da mulher por até 10 anos, no caso de dispositivo revestido de cobre; ou até 5 anos, no caso dos dispositivos hormonais.

B

eP

o in t Fr/ Shu t t er s tock .co

Angelo Shuman

m

Representação de DIU revestido de cobre no interior do útero (A) e em detalhe (B).

A

ag

Esse método contraceptivo é considerado altamente eficaz na prevenção da gravidez. Sua eficácia aumenta com o passar dos anos de uso, no entanto, em caso de confirma ção de gravidez, é necessária sua remoção.

Ilustração produzida com base em: TORTORA, G. J. Corpo humano: fundamentos de Anatomia e Fisiologia. 4. ed. Porto Alegre: Artmed, 2000. p. 532.

Im

O DIU pode funcionar como uma barreira física, dificultando a chega dos espermatozoides às tubas uterinas. Além disso, os íons de cobre e os hormônios liberados pelo revestimento do DIU podem interferir na vitalidade e motilidade dos espermatozoides, na sobrevida do ovócito no trato genital, no acesso ao útero e na implantação do embrião, inviabilizando a gestação.

Reprodução e Embriologia

g18_ftd_lt_1nob_u4_c13_p232a247.indd 239

239

31/5/16 7:27 PM


Pílula do dia seguinte A pílula do dia seguinte é um método contraceptivo de emergência. É utilizada após a relação sexual desprotegida, ou seja, quando não houve a utilização de nenhum método contraceptivo, ou quando o uso desses métodos apresentou alguma falha.

Gilberto Alicio

Concentrações de estrógeno e progesterona com e sem uso de pílula do dia seguinte Concentração hormonal LH (sem uso de pílula) progesterona (sem uso de pílula) estrógeno (sem uso de pílula)

estrógeno e progesterona (com uso de pílula)

FSH (sem uso de pílula)

0

2

4

6

8

10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 Dias

Basicamente, a pílula do dia seguinte é composta de uma alta dose de estrógeno e progesterona sintéticos. Sua ação no organismo interrompe o ciclo reprodutivo, antes da fecundação, inibindo ou retardando a ovulação e prejudicando a motilidade dos espermatozoides no útero. Até há alguns anos, acreditava-se que o uso dessa pílula inibia a implantação do embrião no útero. No entanto, segundo o Ministério da Saúde, essa ideia já foi descartada, e, nos casos em que a implantação já ocorreu, a pílula é ineficaz e não provoca nenhum dano ao feto. Fonte: TORTORA, G. J. Corpo humano: fundamentos de Anatomia e Fisiologia. 4. ed. Porto Alegre: Artmed, 2000. p. 541.

A pílula deve ser ingerida no máximo até cinco dias após a relação sexual desprotegida, pois a eficácia desse método diminui com o passar do tempo, aumentando as chances de gravidez. Assim, o ideal é tomá-la o mais breve possível. O uso da pílula do dia seguinte pode provocar algumas reações, como náuseas, vômitos, dores de cabeça e tonturas. Além disso, é importante ressaltar que esse método não deve ser utilizado rotineiramente, pois, além de apresentar uma superdose hormonal e provocar efeitos colaterais, o uso constante diminui sua eficiência. Ela é contraindicada para mulheres que estiverem em período de amamentação, pois seus componentes podem ser transferidos para o leite materno. Além disso, é importante ressaltar que, antes de iniciar seu uso, deve-se consultar um médico ginecologista.

Adesivos anticoncepcionais Os adesivos anticoncepcionais são métodos contraceptivos que funcionam da mesma maneira que a pílula anticoncepcional tradicional. A diferença é que, nesse caso, os hormônios são absorvidos pela pele.

Image Point Fr/Shutterstock.com

Esse adesivo é feito de um material plástico, que possui os hormônios progesterona e estrógeno em sua composição. Ele é colocado sobre a pele no primeiro dia da menstruação e trocado a cada sete dias, durante três semanas. Na quarta semana, a mulher deve permanecer sem o adesivo. O adesivo pode ser usado sobre os braços, as costas, o abdômen, as nádegas ou a virilha. Ao ser colocado sobre a pele, ele libera os hormônios diretamente na corrente sanguínea, os quais entram na circulação sistêmica. Essa liberação é feita de maneira lenta e gradual para garantir que os níveis hormonais mantenham-se elevados durante o período de sete dias, quando o adesivo deve ser substituído por um novo. Dessa maneira, a concentração de hormônios no sangue se mantém elevada, inibindo a ovulação. Se for utilizado corretamente, sua eficácia chega a quase 100%. Como a absorção dos hormônios é feita pela pele, sem passar pelo trato gastrointestinal, reações adversas como diarreia e vômitos não interferem na ação do adesivo. Mulher utilizando um adesivo anticoncepcional.

240

g18_ftd_lt_1nob_u4_c13_p232a247.indd 240

31/5/16 7:28 PM


Métodos contraceptivos definitivos

Para que a contracepção definitiva seja realizada, a Lei do Planejamento Familiar (Lei n o 9.263 de 1996) prevê algumas exigências, como: a decisão pela cirurgia deve ser voluntária; só é permitida para homens e mulheres maiores de 25 anos ou com pelo menos 2 filhos vivos; deve ser aguardado um prazo de 60 dias entre a expressão do desejo e a realização da cirurgia; não é permitido outro método de esterilização que não sejam a laqueadura ou a vasectomia.

*Apesar de serem tratados como irreversíveis, os métodos contraceptivos definitivos apresentam uma chance muito pequena de serem revertidos com cirurgias.

Unidade 4

Todos os métodos contraceptivos apresentados anteriormente são reversíveis, ou seja, permitem a ocorrência de gravidez quando deixam de ser usados. No entanto, existem métodos contraceptivos definitivos ou irreversíveis* que resultam na perda definitiva da fertilidade. Esses métodos são a laqueadura e a vasectomia, os quais causam a esterilização da mulher e do homem, respectivamente.

Representação de vasectomia

Na laqueadura, as tubas uterinas são cortadas e ** e uma pequena porção dessas amarradas, estruturas é removida. A interrupção das tubas uterinas impede o encontro entre o ovócito proveniente do ovário e o espermatozoide presente no esperma, e também impede o deslocamento do ovócito até o útero. Após o procedimento cirúrgico, a mulher pode ficar internada por algumas horas ou por até dois dias e, depois, é liberada.

Na vasectomia, os ductos deferentes são cortados e amarrados,**e uma pequena porção desse ducto é removida. Esse método impede que os espermatozoides produzidos nos testículos sejam adicionados ao sêmen. O procedimento cirúrgico exige apenas anestesia local e não há necessidade de internação do paciente.

tuba uterina

Ilustrações: Angelo Shuman

Representação de laqueadura

ducto deferente

testículo

útero Ilustrações produzidas com base em: PURVES, W. K. et al. Vida: a ciência da Biologia. 6. ed. Porto Alegre: Artmed, 2002. p. 747.

O efeito da vasectomia não é imediato. Assim, nas primeiras ejaculações após a cirurgia ainda são observados espermatozoides no esperma.

**Também pode ser usada a cauterização ou o fechamento com grampos.

É importante lembrar que a laqueadura e a vasectomia não interferem na ovulação e na produção de espermatozoides, respectivamente. Nesses casos, tanto os ovócitos liberados na ovulação quanto os espermatozoides formados são degradados e reabsorvidos pelo organismo. A esterilização por meio desses métodos contraceptivos é considerada altamente eficaz, no entanto, exige total consciência do paciente quanto a sua irreversibilidade. Nesse capítulo, vimos os diferentes métodos contraceptivos que estão disponíveis atualmente. Assim, para evitar uma gravidez ou prevenir-se de doenças sexualmente transmissíveis (DSTs), todas as pessoas devem ter acesso a esses métodos. Para que isso seja possível, no Brasil, o Sistema Único de Saúde (SUS) disponibiliza a toda a população métodos contraceptivos, que podem ser adquiridos gratuitamente.

10. Por que não há interferência na produção de ovócitos e espermatozoides após a cirurgia contraceptiva definitiva? Porque nessas cirurgias não há interferência no testículo, que produz espermatozoides, nem no ovário, que produz os ovócitos.

Reprodução e Embriologia

241


Biologia e Saúde

Doenças sexualmente transmissíveis

Quando pensamos em doenças sexualmente transmissíveis (DSTs), normalmente vêm a nossa mente o HIV. Entretanto, existem outras doenças transmitidas de uma pessoa a outra por meio do ato sexual. O preservativo usado durante a relação sexual, além de atuar como método contraceptivo, também é importante para prevenir diversas DSTs.

A gonorreia é causada pela bactéria Neisseria gonorrhoeae. Ela pode ser encontrada no colo uterino, na uretra, no reto e na faringe. Os sintomas dessa doença são: sangramento vaginal fora dos dias de menstruação, eliminação de uma secreção pelo órgão genital, ardência e dor ao urinar. O tratamento da gonorreia é feito com antibióticos.

a Kw

ng s

hin K

im / P h o t o r e s ear c

her

s/ L

ati

ns

to

ck

Conheça a seguir algumas dessas doenças.

Bactérias Neisseria gonorrhoeae, causadoras da gonorreia (aumento aproximado de 20 000 vezes).

Os principais sintomas da clamídia são: aumento da vontade de urinar, ardência e dor ao urinar e ocorrência de corrimento. O tratamento é realizado com antibióticos.

NIH/ S

P L / L a t ins t o c k

L ui

sM

/ Photo

t a ke R M / D i

ome

dia

A clamídia é causada pela Chlamydia trachomatis, bactéria que infecta os órgãos genitais.

Bactérias Chlamydia trachomatis, causadoras da clamídia (aumento aproximado de 14 000 vezes).

A sífilis é causada pela bactéria Treponema pallidium. Ela provoca feridas indolores nos órgãos genitais, conhecidas como cancro duro. Quando não tratada, essa doença pode gerar graves complicações como cegueira, paralisia, doença cerebral e problemas cardíacos. A contaminação por gestantes pode ocasionar o aborto espontâneo e a malformação fetal. O tratamento é feito com antibióticos, no entanto, eles não curam as lesões que já ocorreram nos tecidos. Treponema pallidium, bactéria causadora da sífilis (aumento aproximado de 8 700 vezes).

Algumas DSTs são causadas por vírus e não têm cura. Nesses casos, o tratamento é feito com medicamentos que controlam a doença, aliviando as dores e diminuindo o risco de complicações. Entre essas doenças estão o herpes genital, o condiloma acuminado e a hepatite B.

242

g18_ftd_lt_1nob_u4_c13_p232a247.indd 242

31/5/16 7:29 PM


A hepatite B é causada pelo vírus HBV, responsável por causar danos ao fígado.

C NRI/ S

P L / L a t ins t o

ck

Os sintomas dessa doença são: cansaço, tontura, enjoo, náusea, febre, pele e olhos amarelados, urina escura e fezes claras. Em casos mais graves, pode ocorrer a perda da função do fígado levando a pessoa à morte.

Unidade 4

A hepatite B pode ser prevenida com vacinação. Vírus HBV (partículas vermelhas), causadores da hepatite B (aumento aproximado de 16 000 vezes).

/L er s

ati

ns

to

ck

O herpes genital é causado pelo herpes vírus simples (HVS), responsável por provocar coceiras, irritação, inchaços e a formação de pequenas bolhas dolorosas em locais como o pênis e a vulva.

As

soc

ia t e s

/ Phot ore s earch

Essa doença reaparece quando as defesas do corpo humano estão reduzidas ou quando seu portador está com febre, infecção ou após prolongada exposição ao sol.

ho

op Bi

Ministério da Saúde/Governo Federal

O condiloma acuminado, mais conhecido como HPV, é causado pelo papiloma vírus humano. Essa doença caracteriza-se pela formação de verrugas, também conhecidas como cristas de galo, nos órgãos genitais.

to

Herpes vírus simples, causadores do herpes genital (aumento aproximado de 180 000 vezes).

Existem vários tipos do papiloma vírus e alguns deles estão relacionados ao desenvolvimento do câncer de colo do útero. Assim como a hepatite B, o HPV também pode ser prevenido com consultas anuais ao ginecologista e por meio da vacinação em meninas de 11 a 13 anos. Veja ao lado o cartaz de uma campanha contra o HPV.

Cartaz da campanha de vacinação do Ministério da Saúde contra o HPV, veiculado no ano de 2014.

Reprodução e Embriologia

g18_ftd_lt_1nob_u4_c13_p232a247.indd 243

243

31/5/16 7:30 PM


Atividades

Responda as atividades no caderno.

Veja as respostas das questões desta seção nas Orientações para o professor.

1. O que diferencia os métodos contraceptivos definitivos dos outros métodos? Cite dois exemplos de métodos contraceptivos definitivos.

2. Explique a ação dos métodos contraceptivos hormonais no corpo da mulher. 3. É possível afirmar que todos os métodos contraceptivos previnem doenças sexualmente transmissíveis? Explique. hormonais que ocorrem durante o ciclo menstrual. Com base nele, responda às questões a seguir.

Alterações hormonais em um ciclo menstrual de 28 dias Concentração hormonal

a ) Quais são os principais hormônios relacionados à fase pré-ovulatória? Como esses hormônios atuam no ciclo menstrual? b ) Quais são os principais hormônios relacionados à fase pós-ovulatória? Como esses hormônios atuam no ciclo menstrual? c ) Qual é o efeito hormonal da pílula anticoncepcional durante o ciclo menstrual?

LH progesterona

Gilberto Alicio

4. O gráfico ao lado descreve as alterações

estrógeno FSH

0

2

4

6

8

10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 Dias

Fonte: TORTORA, G. J. Corpo humano: fundamentos de Anatomia e Fisiologia. 4. ed. Porto Alegre: Artmed, 2000. p. 541.

5. O método Ogino-Knaus é conhecido popularmente como método contraceptivo da tabelinha.

*Se a diferença for superior a 10 dias, esse método não é recomendado.

Como nem todas as mulheres apresentam um ciclo regular, antes de utilizar esse método, é preciso fazer alguns cálculos. A mulher deve fazer uma média da quantidade de dias de duração do ciclo menstrual dos últimos 6 a 12 meses. Por exemplo, se o ciclo mais curto durar 27 dias e o mais longo 33, ela deve calcular a diferença entre eles* (6 dias). Para determinar o período fértil da mulher, ela deve subtrair 18 dias do ciclo mais curto, para obter o primeiro dia do período fértil, e 11 dias do ciclo mais longo, para obter o último dia deste período. Assim, o período fértil terá início no 9 o dia do ciclo menstrual e terminará no 22o dia. Veja o exemplo de um ciclo menstrual no quadro a seguir. Primeiro dia da menstruação

04/03

31/03

28/04

23/05

26/06

26/07

28/08

27/09

27/10

No caderno, calcule o período fértil para uma mulher com esse ciclo menstrual.

6. Leia o trecho do texto a seguir. [...] Em artigo publicado no jornal Folha de S.Paulo lê-se: “o melhor método anticoncepcional para as adolescentes é a escola: quanto maior a escolaridade, menor a fecundidade e maior a proteção contra doenças sexualmente transmissíveis”. A escola é apontada como um importante instrumento para veicular informações sobre formas de evitar a gravidez e de se proteger de doenças sexualmente transmissíveis, chegando-se a ponto de afirmar que quanto mais baixa a escolaridade, maior o índice de gravidez entre adolescentes. [...] ALTMANN, Helena. Orientação sexual nos Parâmetros Curriculares Nacionais. Estudos feministas, ano 9, 2001. p. 575.

a ) Você concorda que as informações recebidas na escola ajudam os jovens a conscientizar-se sobre a importância da prevenção das DSTs e da gravidez precoce? Converse sobre isso com os colegas. b ) Atualmente, a sexualidade é um tema bastante debatido entre pessoas de todas as idades, seja em conversas informais, nas redes sociais, na mídia, nas letras de música ou na escola. Você considera esse assunto um tabu? Escreva, no caderno, um pequeno texto explicando como você se sente a respeito da discussão desse tema.

244

g18_ftd_lt_1nob_u4_c13_p232a247.indd 244

31/5/16 7:31 PM


7. (UFRN) Para um grande número de mulheres, a camisinha feminina e o diafragma vaginal

Unidade 4

representam a conquista da liberdade de escolha para fazer o sexo seguro, sem depender da iniciativa masculina. Ambos os dispositivos apresentam uma relativa eficiência como métodos contraceptivos e na prevenção de doenças sexualmente transmissíveis (DSTs), entretanto, têm seu uso corrente limitado por razões de custo econômico e cuidados especiais quanto ao uso correto. Na tomada de decisão para a escolha entre esses dois métodos, é preciso considerar que o diafragma vaginal a ) dispensa o uso de espermicidas e previne as DSTs. b ) precisa ser retirado logo após o término do ato sexual. c ) impede a ovulação e a implantação do zigoto. d ) apresenta uma menor proteção contra as DSTs.

8. (Enem) A pílula anticoncepcional é um dos métodos contraceptivos de maior segurança, sendo constituída basicamente de dois hormônios sintéticos semelhantes aos hormônios produzidos pelo organismo feminino, o estrogênio (E) e a progesterona (P). Em um experimento médico, foi analisado o sangue de uma mulher que ingeriu ininterruptamente um comprimido desse medicamento por dia durante seis meses. Qual gráfico representa a concentração sanguínea desses hormônios durante o período do experimento? a ) Concentração sanguínea

b)

c ) Concentração sanguínea

Concentração sanguínea

P E

E P Tempo E

e)

Concentração sanguínea E P

P

Tempo

Tempo

Tempo Ilustrações: Gilberto Alicio

d ) Concentração sanguínea

E P

Tempo

9. (UFSCar) Algumas mulheres que não desejam ter uma nova gestação, pois ainda estão em fase de amamentação, utilizam a minipílula anticoncepcional como método contraceptivo. Todas as minipílulas de uma cartela são compostas com a mesma concentração do hormônio progesterona. Os médicos geralmente indicam às mulheres a ingestão de uma pílula por vez, diariamente, e preferencialmente no mesmo horário, cuja finalidade é a ) variar a concentração de progesterona, o que inibe a ovulação. b ) variar a concentração de progesterona, o que promove a ovulação. c ) manter constante a concentração de progesterona, o que promove o fluxo menstrual. d ) manter constante a concentração de progesterona, o que inibe a ovulação. e ) manter constante a concentração de progesterona, o que inibe a lactação.

Refletindo sobre o capítulo

Veja as respostas das questões desta seção nas Orientações para o professor.

A Retome as respostas dadas às questões b e c da página 232, corrigindo-as ou completando-as, se necessário. B Qual é a importância do acesso à informação na escolha de um método contraceptivo? C Você considera que homens e mulheres têm acesso à mesma diversidade de métodos contraceptivos? Justifique. Reprodução e Embriologia

g18_ftd_lt_1nob_u4_c13_p232a247.indd 245

245

31/5/16 7:32 PM


Trocando ideias

Filhos do HIV

A AIDS é um problema mundial e para conscientizar a população sobre a necessidade de prevenção, no dia 1o de dezembro, é realizado o Dia Mundial de Luta Contra a AIDS.

irin-k/Shutterstock.com

Pitpilai/Shutterstock.com

Atualmente, existem milhares de jovens que nasceram com o vírus HIV, pois foram infectados durante a gestação. Quando a infecção ocorre da mãe para o bebê, ela recebe o nome de transmissão vertical. Veja o trecho de uma reportagem sobre esse assunto.

“Vivo com Aids desde que nasci” Quando [...] era criança, ela se cansou de escutar dos amigos da escola algo não muito agradável, ainda mais quando se tem 6, 7 anos de idade. “Minha mãe não quer que eu brinque com você”, eles diziam. [...] todos sabiam que ela tinha Aids.* Micaela nasceu com a doença. Foi contaminada no parto. Seus pais eram soropositivos (infectaram-se por meio do uso de drogas injetáveis) e morreram quando ela estava com 6 anos de idade. A garota, um dos cerca de 630 mil brasileiros que têm o vírus, faz parte da nova geração da Aids [...]. Micaela faz uso dos remédios anti-Aids. Hoje, são cinco comprimidos diários, mas já chegou a tomar 14 pílulas por dia. Além dos medicamentos, de dois em dois meses passa por uma bateria de exames para saber se está com boa saúde. [...] Após a morte de seus pais, Micaela foi levada a um abrigo para jovens soropositivos. Mas não houve um dia em que alguém lhe dissesse, lhe explicasse o que, afinal, ela tinha. [...] Na escola, enfrentava também o preconceito dos professores. Quando estava no ensino médio, aí sim já consciente da sua condição como soropositiva, Micaela ouviu um dos maiores absurdos que qualquer pessoa poderia escutar. “Um professor de biologia disse, na sala de aula, que a solução para a Aids era reunir todas as pessoas com HIV e matá-las”, conta. Nesse episódio, ela nem precisou agir. Quando ensaiou dizer algo, foi surpreendida com uma rápida intervenção dos colegas repudiando a fala do professor. [...] [...] E ela resolveu que não iria esconder dos namorados sua condição. [...] A garota também deseja ter filhos. [...] Para ela, tão importante quanto uma droga capaz de exterminar o vírus seria a sociedade combater o preconceito que ainda existe contra os soropositivos. COSTA, R. “Vivo com Aids desde que nasci”. Isto É, São Paulo, ed. 2 126, 6 ago. 2010. Medicina e bem-estar. Disponível em: <www.istoe.com.br/reportagens/ 93504_VIVO+COM+AIDS+DESDE+QUE+NASCI>. Acesso em: 4 mar. 2016.

Helga Chirk/Shutterstock.com

As crianças e os adolescentes portadores do HIV podem apresentar dificuldades nas fases iniciais da puberdade, como dificuldades de aprendizagem, de encontrar assistência médica, educacional e psicológica especializada.

*Explique aos alunos que Micaela é HIV positivo, isto é, tem o vírus, mas não desenvolveu a síndrome, que é o conjunto de sintomas e doenças relacionadas à AIDS. Assim, as pessoas podem ser soropositivas para o vírus, ou seja, são portadoras dele, mas ainda não terem desenvolvido a síndrome.

246

Ratthaphong Ekariyasap/ Shutterstock.com

Desde a infância, esse grupo de pessoas depende de orientação médica e precisa ingerir a medicação rigorosamente.


Para garantir a diminuição de casos, o Ministério da Saúde recomenda que as gestantes façam o uso indicado de medicamentos antirretrovirais durante o período de gravidez e que o parto seja feito por meio de cesárea. Além disso, após o parto, a mãe não deve amamentar o bebê, evitando assim o contágio pós-nascimento. Diante dessa realidade, o governo brasileiro vem fortalecendo as ações para a prevenção do HIV, sobretudo entre os jovens. A distribuição gratuita de preservativos no Sistema Único de Saúde (SUS) é uma dessas ações. Outra forma empregada é a veiculação anual de campanhas do Ministério da Saúde sobre a importância do uso do preservativo nas relações sexuais.

O preservativo masculino é distribuído gratuitamente em toda a rede pública de saúde. Caso não saiba onde retirar, ligue para o Disque Saúde (136).

Ministério da Saúde/Governo Federal

Veja a seguir um cartaz de uma dessas campanhas.

Cartaz de campanha de prevenção do HIV, veiculada pelo Ministério da Saúde em 2015.

Veja as respostas das questões desta seção nas Orientações para o professor.

a ) Converse com seus colegas sobre as dificuldades enfrentadas pelas pessoas que nasceram com o vírus HIV. b ) Há décadas, sabe-se que o vírus HIV é transmitido pelo ato sexual sem proteção, durante o parto e na amamentação, e pela troca de sangue de uma pessoa contaminada com outra sem o vírus. Mesmo assim, ainda há preconceito com relação a pessoas com HIV. Muitas pessoas sem HIV não querem qualquer contato com soropositivos, com medo de se contaminarem. Produza um texto sobre as formas de preconceito enfrentadas por essas pessoas no dia a dia. c ) Reúna-se com quatro colegas e elaborem um cartaz explicando a importância do uso do preservativo. Aproveitem para abordar as questões vivenciadas pelos jovens com relação ao HIV. Reprodução e Embriologia

247

Unidade 4

A quantidade de crianças que nasce com o vírus HIV no mundo ainda é alarmante. Apesar disso, pesquisas recentes revelam que no Brasil, por exemplo, a quantidade de casos envolvendo a AIDS vem diminuindo, por causa da política de redução da transmissão vertical do HIV. Segundo essa política, quando todas as medidas de prevenção são adotadas, as chances de transmissão vertical são menores que 1%.


Carolina Biological Supply, Co/Visuals Unlimited, Inc./Glow Images

Ovos de Chrysoperla externa.

capítulo

C) Os ovos amnióticos possuem vitelo, âmnio, córion, alantoide, que realizam respectivamente as atividades de nutrição, proteção, trocas gasosas e armazenamento de excretas.

Desenvolvimento embrionário É importante destacar que não existe na literatura outro inseto que apresente uma postura como a dos crisopídeos.

Fabio Colombini

Chrysoperla externa é um inseto com hábito altamente predatório atacando larvas e até adultos de outros insetos. Além disso, esse inseto possui hábitos canibais e um comportamento evolutivo raro: seus ovos são sustentados no ar por pequenas hastes, o que evita o canibalismo pelas próprias larvas.

Adulto de Chrysoperla externa. Ser vivo adulto Chrysoperla externa: pode atingir de 1 cm a 1,5 cm de comprimento.

B) A fertilização é a união do gameta masculino (n) ao gameta feminino (n) dando origem ao zigoto (2n). Após a formação do zigoto, há sucessivas divisões celulares que irão formar estruturas embrionárias e o próprio corpo do animal.

248

A alta capacidade de predação de Chrysoperla externa, associada à sua resistência a inseticidas e seu alto potencial reprodutivo, torna-o alvo de estudos para ser utilizado como agente de controle biológico, o qual consiste na utilização de inimigos naturais ou parasitas específicos para conter a população desejada. A Por que os ovos da Chrysoperla externa são colocados da maneira como Porque as larvas desse inseto são canibais, e as que nascem mostra a fotografia? primeiro poderiam se alimentar das que ainda estão em desenvolvimento. Dessa maneira, a haste protege os ovos do canibalismo.

B Para que os ovos sejam formados, é necessário que ocorra a fertilização. O que é a fertilização e o que decorre desse processo? C Os ovos amnióticos possuem estruturas que desempenham atividades importantes para o desenvolvimento embrionário. Cite uma dessas estruturas e explique que atividade ela desempenha. D Em alguns animais, como o ser humano, há uma estrutura especial que assume parte do papel dos ovos durante o desenvolvimento embrionário. Que estrutura é essa e qual sua importância? Essa estrutura é a placenta, que possui o papel de nutrição, trocas gasosas e eliminação das excretas durante o desenvolvimento do embrião/feto.


Fases do desenvolvimento embrionário

Unidade 4

Um dos aspectos mais fascinantes do estudo do desenvolvimento embrionário é desvendar os mecanismos que determinam a forma do corpo, seu padrão e a diferenciação. Em outras palavras, como uma célula sabe como e onde deve crescer? Como, por exemplo, as células originadas do zigoto irão formar os sistemas digestório e respiratório? A partir da fertilização, as sucessivas divisões mitóticas do zigoto resultarão em um rápido aumento do número de células. Essas divisões celulares recebem o nome de segmentação ou clivagem. O tipo de segmentação depende da quantidade e da distribuição de vitelo, material rico em nutrientes, especialmente gorduras e proteínas presentes nos ovos dos animais. A quantidade de vitelo presente nos ovos varia conforme o grupo animal. Por exemplo, os ovos da maioria dos mamíferos, inclusive o ser humano, possuem pouca quantidade de vitelo, pois, durante o desenvolvimento do embrião/feto, este será nutrido pela mãe por meio de diversas estruturas anexas.* Os ovos dos animais podem ser classificados em oligolécitos, heterolécitos, telolécitos e centrolécitos, de acordo com a quantidade e a distribuição do vitelo no ovo. Observe. *As estruturas anexas serão abordadas posteriormente neste capítulo.

Localização e distribuição de vitelo nos diferentes tipos de ovos

Ovo com pouca quantidade de vitelo com distribuição mais ou menos uniforme. Ele é encontrado em anfioxos, mamíferos placentários e animais tunicados como as ascídias.

Oligolécito (ou isolécito).

polo animal

Ovo que possui quantidade moderada de vitelo, concentrado em uma região chamada polo vegetal. Do lado oposto ao polo vegetal, localiza-se o polo animal, onde se inicia a segmentação. Esse tipo de ovo é encontrado em anfíbios, moluscos e anelídeos.

Heterolécito (ou mesolécito).

polo vegetal

Ovo com grande quantidade de vitelo, que aparece como uma massa compacta em seu interior. Esse ovo é característico de peixes ósseos, répteis, aves, alguns moluscos, équidnas e ornitorrincos.

Telolécito.

Ovo em que o vitelo ocupa o maior volume, exceto ao redor no núcleo e próximo à membrana plasmática, onde há uma fina camada de citoplasma. Esse ovo é encontrado em insetos.

Centrolécito.

Ilustrações: Somma Studio

Ilustrações produzidas com base em: STORER, T. I. et al. Zoologia geral. 6. ed. São Paulo: Companhia Editora Nacional, 2000. p. 167.

Reprodução e Embriologia

249


Tipos de segmentação Com o início da segmentação, sulcos verticais são formados no ovo, resultado das primeiras divisões mitóticas. O vitelo influencia a formação do sulco formado na divisão, retardando ou inibindo-o.

Dr. Richard Kessel & Dr. Gene Shih/Visuals Unlimited, Inc./Latinstock

Quando a segmentação é completa, ela é chamada segmentação holoblástica ou total. Caso as células possuam grande quantidade de vitelo, a segmentação fica restrita à região com pouco acúmulo de vitelo, caracterizando a segmentação meroblástica ou parcial. DR Yorgos/SPL/Latinstock

No início da segmentação, cada divisão forma células-filhas denominadas blastômeros.

sulco vertical

sulco vertical Zigoto humano que sofreu segmentação holoblástica (aumento aproximado de 830 vezes). Observe como a célula foi completamente dividida.

Zigoto de um peixe que sofreu segmentação meroblástica (aumento aproximado de 130 vezes). Observe que somente o polo animal sofreu divisão.

Existem diferentes tipos de segmentação holoblástica e meroblástica. Observe a seguir os esquemas que mostram quatro exemplos de segmentação.

Tipos de segmentação holoblástica Ovo.

Óvulo fertilizado.

Estágio de duas células.

Estágio de quatro células.

Estágio de oito células.

Oligolécito (ouriço-do-mar).

Vitelo distribuído igualmente.

blastômeros

A segmentação inicial resulta em blastômeros de tamanho iguais.

Ilustrações: Somma Studio

polo animal

Heterolécito (rã).

polo vegetal Vitelo concentrado no polo vegetal.

Os blastômeros do polo animal são menores do que os do polo vegetal.

Ilustrações produzidas com base em: PURVES, Willian K. et al. Vida: a ciência da Biologia. 6. ed. Porto Alegre: Artmed, 2002. p. 757.

250


Tipos de segmentação meroblástica Ovo.

Óvulo fertilizado.

Estágio de duas células.

Vitelo ocupa quase todo o ovócito.

Segmentação incompleta.

Estágio de quatro células.

Estágio de oito células.

Unidade 4

Telolécito (ave).

Ilustrações: Somma Studio

A divisão ocorre somente na superfície fina formada pelo polo animal.

Centrolécito (mosca-da-fruta). núcleo

vitelo

Diversas divisões nucleares formam vários núcleos.

Os núcleos migram para a periferia e as células são individualizadas.

Ilustrações produzidas com base em: PURVES, Willian K. et al. Vida: a ciência da Biologia. 6. ed. Porto Alegre: Artmed, 2002. p. 757.

Resultados da segmentação Após a formação dos oito blastômeros resultantes das primeiras segmentações, as células se compactam, o que permite maior interação entre elas. Assim, as segmentações continuam até a formação de um embrião com 16 blastômeros denominado mórula (do latim morula – o fruto da amoreira – em virtude da semelhança com uma amora).

1. Que parte do ovo de galinha é o vitelo? A gema.

As células constituintes da mórula continuam a se dividir e passa a ocorrer o acúmulo de líquido no centro de sua estrutura. Tais rearranjos originam uma conformação chamada blástula. A cavidade central preenchida por líquido é chamada blastocele.

Sequência de formação da mórula e da blástula

Ilustrações: Somma Studio

blastocele

Zigoto com oito células.

Mórula.

Blástula.

Ilustrações produzidas com base em: CAMPBELL, N. A. et al. Biology. 8. ed. San Francisco: Pearson Benjamin Cummings, 2009. p. 655.

Reprodução e Embriologia

251


Gastrulação Após a formação da blástula, uma série de movimentos e arranjos celulares irá formar a gástrula, ou seja, o próximo estágio do desenvolvimento embrionário. Esse processo, chamado gastrulação, forma as camadas germinativas ou folhetos embrionários, que são duas camadas de células, a ectoderme e a endoderme. Cada uma delas originará diferentes tecidos e órgãos do corpo do animal. Em animais como os cnidários (anêmona-do-mar e água-viva), são formadas somente duas camadas germinativas: a ectoderme e a endoderme. Esses animais são chamados diblásticos. Na maioria dos outros animais, inclusive os vertebrados, ocorre a formação de uma terceira camada, a mesoderme, situada entre as outras duas. Esses animais são chamados triblásticos.

Gastrulação em animais diblásticos e triblásticos 1

arquêntero 2

Animais diblásticos.

blástula

1

endoderme

blastóporo

ectodeme

Ilustrações: Somma Studio

mesoderme

Animais triblásticos.

Ilustrações produzidas com base em: CAMPBELL, N. A. et al. Biology. 8. ed. San Francisco: Pearson Benjamin Cummings, 2009. p. 655, 661.

1

blastóporo

endoderme

2

1

Algumas células do polo vegetal da blástula movem-se para o interior da blastocele, formando a endoderme, a qual originará o intestino primitivo chamado arquêntero.

2

As células que formam o arquêntero continuam a se invaginar até alcançar a parte superior da ectoderme. A abertura formada pela invaginação das células se chama blastóporo. Nos animais triblásticos, algumas células migram para o espaço entre a ectoderme e a endoderme, a fim de formar a mesoderme.

Acesse o site a seguir e veja um vídeo sobre a gastrulação em vertebrados.

• <http://tub.im/36cbx5>. Acesso em: 1o mar. 2016.

252

arquêntero

Nos cordados (animais que possuem notocorda em pelo menos um estágio do desenvolvimento, como os vertebrados) e também nos equinodermos (estrela-do-mar, por exemplo), o blastóporo formará o ânus. Esses animais são denominados deuterostômios (do grego, deuteros significa posterior; stoma, boca). Nos outros grupos animais, o blastóporo formará a boca. Nesses casos, os animais são denominados protostômios (do grego, proto significa primeiro; stoma, boca).


Organogênese Após a gastrulação, ocorre a organogênese, fase em que se inicia a formação coordenada e simultânea de diversos órgãos e sistemas do corpo dos animais. A primeira etapa da organogênese é conhecida como neurulação.

Sinclair Stammers/SPL/Latinstock

A notocorda permanece durante toda a vida em alguns animais, como o anfioxo, um animal cordado não vertebrado que vive boa parte do tempo enterrado em areias de praias. Anfioxo.

Neurulação em anfioxo 2

notocorda

Ser vivo adulto Anfioxo: pode atingir de 4 cm a 8 cm de comprimento.

Ilustrações produzidas com base em: GARCIA, S. M. L. de.; FERNÁNDEZ, C. G. Embriologia. 2. ed. Porto Alegre: Artmed, 2001. p. 209.

placa neural 1

Unidade 4

Nessa etapa, ocorre a formação do tubo neural e da notocorda, uma estrutura de sustentação flexível presente em todos os animais cordados. Já nos vertebrados, essa estrutura originará a coluna vertebral.

ectoderme

mesoderme 3

mesoderme arquêntero

endoderme

1 e 2 – Algumas células da mesoderme se diferenciam em notocorda. A notocorda induz ao achatamento da região dorsal da gástrula formando a placa neural, a qual se estende por toda a gástrula.

tubo neural

6

4 Ilustrações: Somma Studio

ectoderme Gástrula de anfioxo vista em corte.

5

notocorda

celoma Nêurula.

tubo digestório

5 e 6 – A placa neural começa a se dobrar para formar o tubo neural. O celoma formado é uma cavidade onde, posteriormente, os órgãos internos do animal serão abrigados. Nessa etapa, o embrião é chamado nêurula.

3 e 4 – As células da ectoderme se multiplicam e recobrem a placa neural. Cada parte da mesoderme, situada ao lado da notocorda, começa a se dobrar para, posteriormente, formar o celoma. Já a endoderme que forma o arquêntero começa a se dobrar para formar o tubo digestório.

Reprodução e Embriologia

253


Acesse o site a seguir no qual é apresentado um jogo que permite fotografar animais em um ambiente marinho e identificar quais deles são acelomados.

• <http://tub.

im/3b8k5q>.

Acesso em: 1o mar. 2016.

Diferenças na formação do celoma Os animais triblásticos podem ou não apresentar celoma. Quando a mesoderme preenche toda a cavidade corporal, esses animais são chamados de acelomados. Exemplos de acelomados são os platelmintos (as planárias e os esquistossomos). Em outros animais, a mesoderme não reveste totalmente a cavidade corporal, mas parte dela é recoberta pela endoderme. Esses animais são chamados de pseudocelomados. Os animais do grupo dos nematódeos (lombriga) são exemplos de seres vivos pseudocelomados. Já os animais que possuem um celoma verdadeiro, recoberto pela mesoderme em toda sua extensão, são chamados de celomados. Entre eles, podemos destacar os moluscos, os anelídeos, os equinodermos e os cordados.

Pseudocelomado.

Planária.

Minhoca.

Lombriga.

camada muscular (derivada da mesoderme)

trato digestório (derivado da endoderme)

Celomado.

cobertura do corpo (derivada da ectoderme)

cobertura do corpo (derivada da ectoderme)

celoma

pseudoceloma

cobertura do corpo (derivada da ectoderme)

trato digestório (derivado da endoderme)

A7 Estudio

Acelomado.

camada muscular (derivada da mesoderme)

trato digestório (derivado da endoderme)

camadas musculares que sustentam os órgãos internos (derivadas da mesoderme)

Ilustrações produzidas com base em: CAMPBELL, N. A. et al. Biology. 8. ed. San Francisco: Pearson Benjamin Cummings, 2009. p. 660.

As células das camadas germinativas formadas durante a gastrulação se diferenciam para formar os diferentes órgãos do corpo animal. Observe a tabela a seguir e veja como isso ocorre. Destino das camadas germinativas em vertebrados Camada germinativa

Estruturas formadas

Ectoderme

Epiderme, cabelos e unhas, glândulas sudoríferas e sebáceas, glândulas mamárias, sistema nervoso, cristalino, orelha interna, revestimento das cavidades oral e nasal.

Mesoderme

Derme, músculos, revestimento externo dos órgãos internos, sistema circulatório, rins, ossos e cartilagem.

Endoderme

Revestimento interno do intestino, tireoide, fígado, pâncreas, trato respiratório e bexiga urinária. Fonte: PURVES, Willian K. et al. Vida: a ciência da Biologia. 6. ed. Porto Alegre: Artmed, 2002. p. 759.

254


Biologia e Tecnologia

Células-tronco

Leia o trecho da reportagem a seguir.

Unidade 4

Cirurgiões em Londres realizaram uma operação pioneira para testar um novo tratamento de um tipo de cegueira usando células-tronco. A “cobaia” foi uma mulher de 60 anos, portadora de degeneração macular, uma doença ocular degenerativa [...]. A doença é a principal causa de perda de visão em países desenvolvidos. [...] A técnica envolve o uso de uma espécie de “remendo”, feito com células oculares provenientes de doações, implantado na parte posterior da retina. [...] CIENTISTAS apostam em células tronco em pesquisa para curar cegueira. BBC, São Paulo, 29 set. 2015. Brasil. Disponível em: <http://www.bbc.com/portuguese/noticias/2015/09/150929_saude_cegueira_celula_tronco_fd>. Acesso em: 1o mar. 2016.

As células-tronco são células indiferenciadas, isto é, células que não se especializaram. Esse grupo de células apresenta duas características principais: a capacidade de autorrenovação e o potencial de diferenciação. A autorrenovação é a capacidade que as células-tronco têm de proliferar, produzindo células idênticas à célula-mãe que lhes deu origem. Já o potencial de diferenciação é a capacidade que elas têm de gerar células especializadas de diferentes tecidos. As células-tronco podem ser classificadas em unipotentes, oligopotentes, pluripotentes e totipotentes. Veja a seguir.

Tipos de células-tronco Células-tronco unipotentes.

Essas células são capazes de se diferenciar em um único tipo de tecido.

Essas células são capazes de se diferenciar em poucos tecidos. Células-tronco totipotentes. Fotos: BlueRingMedia/Shutterstock.com

Células-tronco pluripotentes.

Células-tronco oligopotentes.

Essas células, também chamadas de multipotentes, são capazes de se diferenciar em vários tecidos do corpo humano, exceto a placenta e os anexos embrionários. Elas estão presentes a partir da fase de blastocisto (nome dado ao embrião no quinto dia de desenvolvimento).

Essas células são capazes de se diferenciar em qualquer tecido que constitui o corpo humano, incluindo a placenta. Elas estão presentes nas primeiras fases de desenvolvimento embrionário.

Reprodução e Embriologia

255


Quanto à sua natureza, as células-tronco podem se dividir em embrionárias ou adultas. As células-tronco embrionárias são encontradas nos embriões humanos e podem ser totipotentes ou pluripotentes, em virtude do seu alto potencial de diferenciação. Essas células são capazes de originar novas células e tecidos dos três folhetos embrionários (endoderma, mesoderma e ectoderma) e são obtidas a partir de embriões/fetos entre 6 e 9 semanas de desenvolvimento, podendo ser utilizadas no tratamento de várias doenças. Burger/Phaine/Other Images

As células-tronco adultas são extraídas de tecidos do corpo humano de pessoas adultas, como o sangue, a medula óssea, a placenta e o fígado. Elas são capazes de se renovar ou reparar o tecido parcialmente (como é o caso das células da epiderme) ou totalmente, como no tecido hepático. As pesquisas apontam que muitas doenças podem ser tratadas por meio do uso de células-tronco, embora elas ainda estejam em fase de testes. Essas células podem, por exemplo, ser aplicadas na terapia de doenças hematológicas, diabetes e cardiopatias, podendo, ainda, ser empregadas na reconstituição de tecido muscular em pessoas que sofreram acidentes. No Brasil, as normas para utilização de células-tronco são relativamente recentes. A lei da Biossegurança, de 2005, prevê a permissão do uso de embriões humanos produzidos por fertilização in vitro. Os embriões não utilizados em tratamentos de infertilidade são mantidos congelados, mesmo que o casal decida não ter outro filho. Por essa razão e pelo fato de as células embrionárias serem totipotentes, há pesquisadores que defendem o uso desses embriões em estudos. Por outro lado, por diversas razões, há grupos da sociedade que se posicionam contra a utilização dessas células em pesquisas, por considerarem os embriões formas de vida, que não podem ser eliminadas ou utilizadas em estudos. Profissional em um banco de embriões.

Alguns pais decidem armazenar as células-tronco do cordão umbilical dos recém-nascidos, caso futuramente haja necessidade dessas células em um tratamento. Sobre isso, leia o trecho do texto a seguir.

[...] O sangue do cordão umbilical é rico em células-tronco e por isso pode ser uma alternativa no tratamento de doenças hematológicas. Porém, são raros os relatos da realização de transplantes de sangue de cordão autólogo [do próprio doador] em nível mundial. Também não há estatísticas quanto ao uso e eficácia destes tratamentos. Um dos motivos é que o sangue de cordão pode carregar o mesmo material genético e [as mesmas características] responsáveis por uma doença que venha a aparecer nos primeiros anos de vida da criança. O uso de células do cordão da própria pessoa é desaconselhado, por exemplo, em casos de leucemia [...]. ANVISA. Cartilha orienta sobre mitos de congelamento de cordão umbilical. Brasília, DF, 24 maio 2013. Disponível em: <http://portal.anvisa.gov.br/wps/content/anvisa+portal/anvisa/sala+de+imprensa/assunto+de+ interesse/noticias/cartilha+orienta+sobre+mitos+de+congelamento+de+cordao+umbilical>. Acesso em: 10 fev. 2016.

Veja a resposta desta questão nas Orientações para o professor. 2. O uso de células-tronco pode melhorar a qualidade de vida de pessoas que sofreram acidentes ou estão em tratamento médico? Explique.

256


Anexos embrionários

Os anexos embrionários são estruturas derivadas dos folhetos embrionários, mas não fazem parte do corpo do animal, sendo consumidos durante o desenvolvimento embrionário ou descartados após o nascimento.

3. Todos os anexos embrionários presentes em vertebrados ovíparos também são encontrados nos mamíferos vivíparos?

Unidade 4

Alguns grupos animais possuem adaptações que lhes permitiram abandonar o ambiente aquático e conquistar o ambiente terrestre. Os anexos embrionários de répteis, aves e mamíferos são estruturas que possibilitaram a eles o desenvolvimento de seus embriões em ambientes fora da água. Isso ocorre porque essas estruturas são responsáveis por manter o embrião durante seu estágio inicial de desenvolvimento até seu nascimento.

3. Sim, mas o saco vitelino e o alantoide são reduzidos nos mamíferos vivíparos, pois eles possuem placenta.

Anexos embrionários de aves D

B

C

O âmnio é um anexo embrionário que forma uma bolsa ao redor do embrião, a cavidade amniótica, a qual é preenchida pelo líquido amniótico, que impede sua desidratação. Além disso, o âmnio amortece contra impactos mecânicos.

A Ilustração produzida com base em: CAMPBELL, N. A. et al. Biology. 8. ed. San Francisco: Pearson Benjamin Cummings, 2009. p. 715.

C

O cório é o anexo embrionário mais externo. Sua membrana situada logo abaixo da casca do ovo envolve todo o conjunto de anexos embrionários e o embrião. Junto ao alantoide, o cório realiza as trocas gasosas.

D

O alantoide é um anexo embrionário originado da endoderme, situado próximo à casca, abaixo do cório. O alantoide armazena as excretas produzidas pelos rins do embrião, realiza a descalcificação da casca do ovo, tornando-a mais mole e fácil de ser rompida durante a eclosão, e disponibiliza cálcio para a formação dos ossos do embrião. Além de ser muito vascularizado, o alantoide está situado logo abaixo da casca do ovo, que é porosa, permitindo, assim, as trocas gasosas entre o embrião e o ambiente.

Na maioria dos mamíferos, alguns anexos embrionários possuem um destino diferente do que dos animais ovíparos. O cório, juntamente com a parede do útero, forma a placenta, estrutura que nutrirá o embrião. Por isso, o saco vitelino perde sua função, se tornando menor e vestigial.

saco vitelínico

Edelmann/SPL/Latinstock

B

Ovos de répteis e aves possuem muito vitelo, que nutre o embrião durante todo seu desenvolvimento. O vitelo é envolto pelo saco vitelínico, anexo embrionário bastante vascularizado, originado da endoderme e da mesoderme, e que fica conectado ao intestino do embrião. Os vasos sanguíneos presentes nesse anexo transportam os nutrientes do vitelo para o embrião e, ao final do desenvolvimento, ele é absorvido por completo. O saco vitelínico é um dos primeiros anexos embrionários formados.

A7 Estudio

A

As trocas gasosas e o armazenamento de excretas não são realizados pelo alantoide, mas pela placenta.

âmnio Embrião humano com 6 semanas.

Reprodução e Embriologia

g18_ftd_lt_1nob_u4_c14_p248a262.indd 257

257

31/5/16 7:37 PM


trofoblasto

Desenvolvimento embrionário humano No ser humano, após a fertilização, inicia-se a clivagem. Nessa situação, por ser um ovo oligolécito, sua clivagem é total e, após 45 horas, são formados quatro blastômeros. Aproximadamente ao final do terceiro dia de desenvolvimento, existem entre 12 e 16 blastômeros, caracterizando a formação da mórula.

Studio Caparroz

embrioblasto

blastocele Blastocisto.

Durante as clivagens, o zigoto segue para o útero, por meio do batimento dos cílios das células presentes na tuba uterina e da movimentação da musculatura desse órgão. Após a mórula chegar ao útero, suas células continuam a se dividir para formar o blastocisto. As células periféricas do blastocisto formam o trofoblasto, que dará origem a uma parte da placenta, enquanto outras células formam uma massa celular denominada embrioblasto, que originará o embrião.

Resumo da primeira semana de desenvolvimento mórula

estágio de 16 blastômeros estágio de 4 blastômeros

blastocisto

zigoto

fecundação

Studio Caparroz

nidação

endométrio uterino

Após cinco ou seis dias, o blastocisto entra em contato com a parede do útero, e o trofoblasto sofre algumas diferenciações, das quais surgem prolongamentos de células que penetram no endométrio uterino e fixam superficialmente o embrião a ele. Esse é o início do processo de nidação.

Ilustrações produzidas com base em: MOORE, K. L.; PERSAUD, T. V. N. Embriologia básica. 6. ed. Rio de Janeiro: Elsevier, 2004. p. 33-35, 39.

Na continuidade da nidação, o trofoblasto continua a se diferenciar, e libera enzimas que digerem a parede do endométrio, até que o blastocisto seja totalmente implantado.

Nidação tecido endometrial vaso sanguíneo

embrião

Ilustrações: Studio Caparroz

vaso sanguíneo

prolongamento de células tecido endometrial

embrioblasto blastocele

blastocele

Blastocisto implantado no útero.

258

g18_ftd_lt_1nob_u4_c14_p248a262.indd 258

31/5/16 7:42 PM


O sangue materno, presente nos vasos sanguíneos do endométrio, preenche os espaços que foram criados durante a implantação do blastocisto. Nesse local, o sangue materno oferece gás oxigênio e nutrientes ao feto, e recebe dele gás carbônico e resíduos.

Representação da placenta cordão umbilical

vilosidade coriônica

artérias umbilicais artéria endometrial placenta O 2 e nutrientes veia endometrial

feto

CO 2 e resíduos

útero

sangue materno

veia umbilical Ilustrações produzidas com base em: MOORE, K. L.; PERSAUD, T. V. N. Embriologia básica. 6. ed. Rio de Janeiro: Elsevier, 2004. p. 95, 99.

porção fetal

porção maternal

Tipos de placenta Existem diferentes tipos de desenvolvimento da placenta entre os mamíferos. Os monotremados (ornitorrinco e equidna) não possuem placenta, pois eles põem os ovos como os répteis e as aves. Os marsupiais (canguru, coala e gambá) não possuem uma placenta verdadeira, pois não há contato entre as membranas do feto e do útero materno. Dessa maneira, os embriões saem do útero e migram para a bolsa marsupial, onde se fixam a uma glândula mamária e ali completam seu desenvolvimento.

Unidade 4

Ao final de duas semanas, o trofoblasto e o tecido endometrial sofrem uma série de alterações, e ocorre a formação das vilosidades coriônicas. Nesse local, inicia-se a formação da placenta, a qual estará completa após o quarto mês de gestação. Durante esse período, as vilosidades coriônicas aumentam em número e tamanho, ocorre a ramificação das duas artérias fetais que passam pelo cordão umbilical, e uma porção fetal e uma porção materna se formam na placenta.

Nos placentários, ocorrem dois tipos de implantação: na maioria, o blastocisto adere ao endométrio, mas fica livre no útero; nos demais, incluindo o ser humano, ocorre a implantação completa do blastocisto no endométrio.

Gravidez ectópica Gravidez ectópica é uma condição na qual a nidação acontece fora da cavidade do útero. Ela ocorre em 0,25% a 1% dos casos de gravidez. Desses casos, em 95% a 97%, o blastocisto se implanta em uma das tubas uterinas. A implantação também pode ocorrer no ovário, na cavidade abdominal ou na região cervical do útero, mas isso é muito raro. A gravidez ectópica é mais observada em mulheres portadoras de endometriose, condição na qual há tecido semelhante ao endométrio em outras partes do corpo humano. As cicatrizes de inflamações e as cirurgias anteriores nas tubas uterinas também favorecem a ocorrência de gravidez ectópica.

Ilustração produzida com base em: CARLSON, B. M. Embriologia humana e Biologia do desenvolvimento. 5. ed. Rio de Janeiro: Elsevier, 2014. p. 54.

Ilustrações: Studio Caparroz

Os sintomas desse tipo de gravidez são iguais aos de uma gravidez normal. Entretanto, dores abdominais e sangramentos vaginais ocorrem em virtude do crescimento do embrião fora do útero. A partir dos dois meses de gestação, a tuba uterina passa a se distender e pode se romper, causando hemorragia na cavidade abdominal, seguida da morte do feto. Esses eventos colocam a vida da mãe em risco, pois o desenvolvimento fora do útero compromete outros órgãos e vasos sanguíneos. Regiões do corpo humano onde pode ocorrer gravidez ectópica.

Reprodução e Embriologia

g18_ftd_lt_1nob_u4_c14_p248a262.indd 259

259

31/5/16 7:43 PM


Gestação Ilustrações produzidas com base em: MOORE, K. L.; PERSAUD, T. V. N. Embriologia básica. 6. ed. Rio de Janeiro: Elsevier, 2004. p. 7, 59, 71, 76, 95, 104.

A gestação é dividida em três fases: período pré-embrionário, período embrionário e período fetal.

Período pré-embrionário (da fertilização à terceira semana)

A

Nas duas primeiras semanas, ocorre a fertilização, o início das clivagens, a formação da mórula e do blastocisto e a nidação. Na terceira semana, inicia-se a gastrulação, seguida da neurulação e a formação da notocorda. O dobramento das camadas germinativas formam as pregas cefálica e caudal. Ao final da terceira semana, o embrião tem entre 1,5 e 3 mm de comprimento. saco vitelínico olho

nariz mão

endométrio

Embrião com três semanas (21 dias).

cordão umbilical

Embrião com oito semanas (56 dias). primórdio do cristalino broto do membro superior

Período embrionário

C broto do membro inferior

(da quarta à oitava semana)

B

As pregas cefálica e caudal tornam o e m br i ão e n cu r vad o. Su rg e m brotos dos membros superiores e inferiores, e ocorre o início do desenvolvimento do coração, dos olhos e das orelhas. Ao final da quarta semana, o coração já bombeia sangue e o embrião tem entre 4 e 6 mm de comprimento

260

Período embrionário

Embrião com quatro semanas (28 dias).

Com o desenvolvimento do encéfa lo, c o raç ão, f íg ad o, m e m b ros superiores e inferiores, orelhas, nariz e olhos, o embrião toma a aparência humana. A genitália ainda não está formada completamente, sendo difícil a sua identificação. Observa-se a saliência do cordão umbilical e a eminência caudal desapareceu. Ocorrem os primeiros movimentos voluntários dos membros. Ao final da oitava semana, o embrião tem entre 2,7 e 3,1 cm de comprimento.


Período fetal

Período fetal E

D Ao entrar na 9 a semana, o embr ião pas s a a se r c ha mado feto. Não é possível diferenciar a genitália até o final dessa semana, e a cabeça tem metade do tamanho do corpo. Na 10 a semana, as alças do intestino se encontram próximas ao cordão umbilical e, na 11a semana, elas regridem para a cavidade a bdomina l. N a 12 a se ma na, inicia-se o processo de ossificação, principalmente no crânio e nos ossos longos (fêmur e úmero). A formação da urina se inicia entre a 9 a e a 12a semana. Ao final da 12 a semana, o feto tem aproximadamente 8,7 cm de comprimento.

unha cordão umbilical placenta

Da 12 a à 16 a semana, o crescimento do corpo é acelerado. Os movimentos dos membros, iniciados na 14 a semana, somente são visíveis pelo exame de ultrassom. Nesse período, a genitália já é bem visível para identificação, e se inicia o movimento dos olhos. Da 17a à 20 a semana, a mãe pode começar a perceber os movimentos fetais. Na 20 a semana, o feto está cober to por uma camada de gordura que ajuda a proteger a pele sensível contra constantes fricções. As unhas, as sobrancelhas e o cabelo estão presentes ao final da 24 a semana. Nessa fase, o feto tem aproximadamente 23 cm de comprimento.

Feto com 24 semanas.

útero

placenta

cabelos

cordão umbilical

vagina sobrancelha

útero

placenta cordão umbilical

vagina

Feto com 38 semanas no interior do útero materno.

Período fetal F

Na 26 a semana, os olhos estão abertos e, até a 29 a semana, os pulmões do feto adquirem capacidade de realizar trocas gasosas. Mas caso o feto nasça nesse período, são necessários cuidados intensivos. Entre a 35 a e a 38 a semana, a velocidade de crescimento do feto é reduzida conforme se aproxima o momento do par to. Com 38 semanas, o feto atinge em média 50 cm e tem massa de aproximadamente 3,4 kg.

vagina

útero Ilustrações: Studio Caparroz

Feto com 12 semanas.

Reprodução e Embriologia

261

Unidade 4

(da nona semana até o nascimento)


Gêmeos

*É mais raro, porém pode acontecer de gêmeos monozigóticos serem gerados em placentas separadas.

Os gêmeos são casos de gestação múltipla, ou seja, dois embriões se desenvolvem ao mesmo tempo no interior do útero materno. Esse tipo de gestação pode ocorrer de duas maneiras diferentes. Uma delas é quando dois ovócitos são fertilizados e ocorre a formação de gêmeos dizigóticos, ou gêmeos fraternos. A outra forma é quando um ovócito fertilizado forma um zigoto, que se divide e forma dois embriões, mas somente uma placenta.* Nesses casos, temos os gêmeos monozigóticos, ou gêmeos idênticos.

A formação de gêmeos Gêmeos dizigóticos

blastocisto

Esses gêmeos podem ser do mesmo sexo ou sexos diferentes e, por se desenvolverem a partir de zigotos diferentes, não são idênticos. zigotos Durante o desenvolvimento dos gêmeos fraternos, são formadas duas placentas, que podem ou não estar unidas. A incidência de gêmeos fraternos é hereditária, ou seja, as mulheres de famílias que tenham gêmeos fraternos possuem três vezes mais chances de repetir esse tipo de gestação.

placentas separadas

implantação dos blastocistos

uma placenta

Na fase de blastocisto, a massa celular interna se divide e são formados dois embriões que se desenvolvem em uma mesma placenta. A divisão também pode ocorrer em fases iniciais das clivagens e, nesse caso, os embriões terão placentas separadas. Assim, os gêmeos idênticos são do mesmo sexo e geneticamente idênticos, o que os torna muito parecidos fisicamente.

Studio Caparroz

Gêmeos monozigóticos

zigoto

blastocisto

implantação do blastocisto

Ilustrações produzidas com base em: MOORE, K. L.; PERSAUD, T. V. N. Embriologia básica. 6. ed. Rio de Janeiro: Elsevier, 2004. p. 116-117.

The Granger Collection, New York/Glow Images

Gêmeos siameses Os gêmeos conjugados, também chamados de xifópagos ou gêmeos siameses, nascem unidos por alguma parte do corpo, como o tórax, a cabeça, a face e as costas. A taxa de sobrevivência dos gêmeos siameses é muito baixa, pois muitos morrem ainda durante a gestação. Quando eles sobrevivem, em alguns casos, podem ser separados por meio de cirurgia, mas o sucesso desse procedimento depende da região do corpo que os une e se não apresentam nenhum órgão em comum. Mas por que isso acontece? Em alguns casos, o embrião divide-se em dois originando os gêmeos monozigóticos (idênticos). No entanto, quando essa divisão é incompleta, ocorre a formação dos gêmeos siameses. Há também a hipótese de que ocorre separação completa dos embriões, que depois se fundem em algum momento do desenvolvimento. Alguns gêmeos conjugados não são separados e vivem unidos por toda a vida, como os irmãos Chang e Eng Bunker (1811-1874).**Eles nasceram em Sião (ou Siam), atual Tailândia, e, por isso, eram chamados siameses.

**Eles se casaram com mulheres diferentes e tiveram 21 filhos ao total.

262

g18_ftd_lt_1nob_u4_c14_p248a262.indd 262

31/5/16 8:14 PM


Biologia e Saúde

Pré-natal

O pré-natal é o acompanhamento da gravidez, realizado por um grupo de profissionais especializados, como médicos, enfermeiras, psicólogos, dentistas, fisioterapeutas e assistentes sociais. As consultas permitem reduzir os possíveis riscos à saúde da mãe e do bebê, garantindo-lhes mais tranquilidade e segurança durante toda a gravidez.

Unidade 4

Segundo o Ministério da Saúde, toda gestante tem direito a consultas e exames pelo Sistema Único de Saúde (SUS) e é importante que ela faça pelo menos seis consultas médicas durante o período gestacional e uma após o parto. Antes da gravidez, algumas mulheres já apresentam problemas como hipertensão arterial, diabetes, anemia e infecção urinária. Nesses casos, é necessário mais atenção durante a gravidez. Mesmo mulheres saudáveis, sem nenhuma dessas complicações, podem adquiri-las durante a gestação. Dessa maneira, realizar os exames durante o pré-natal garante que as mulheres recebam o tratamento necessário para assegurar o bem-estar de sua vida e do seu filho. Em cada consulta, é essencial que o médico observe o tamanho da barriga da gestante, ouça os batimentos cardíacos do bebê e faça a ultrassonografia para acompanhar o desenvolvimento embrionário e fetal. Ian Lishman/Juiceimages/Diomedia

Durante o pré-natal, também são realizados exames que identificam a contaminação por doenças sexualmente transmissíveis (DSTs). Em caso de resultado positivo, o tratamento deve ser iniciado imediatamente, a fim de evitar que essas doenças comprometam o desenvolvimento e a saúde do bebê. Médica fazendo exame de ultrassonografia em gestante. Nesse exame, é possível verificar o sexo do bebê, escutar os batimentos cardíacos e estimar o crescimento.

Science Photo Library RF/Diomedia

Vale destacar que, nesse período, é muito importante a participação do pai do bebê, pois isso possibilita a formação de um vínculo entre pai, mãe e filho. Ainda no período gestacional, as grávidas devem ter uma alimentação saudável, dormir bem, praticar exercícios físicos leves, com autorização médica, e não consumir álcool, cigarro, medicamentos sem a autorização médica e drogas ilícitas. Dessa maneira, a gestante diminui os riscos e garante uma gravidez segura e saudável. Enfermeira coletando sangue de gestante. Os exames de sangue ajudam a detectar doenças e a prevenir possíveis problemas durante a gestação.

Reprodução e Embriologia

g18_ftd_lt_1nob_u4_c14_p263a269.indd 263

263

31/5/16 8:17 PM


Nascimento Após o período gestacional de 38 semanas, o feto está pronto para o nascimento, o qual é precedido pelo trabalho de parto, processo no qual o feto, a placenta e suas membranas são expelidas do útero da mãe. O trabalho de parto possui três estágios. Observe a seguir cada um deles. Frédéric Astier/Science Source/Latinstock

• Estágio de dilatação: ocorrem contrações do útero e a

dilatação do canal cervical, porção estreita do útero que se une à porção final do canal vaginal. Esse estágio pode durar de 6 a 12 horas.

• Estágio

da expulsão: ocorre a expulsão do bebê do útero. Durante esse processo, o próprio bebê gira no interior do útero, auxiliando sua saída. Essa etapa pode durar de 10 minutos a algumas horas.

• Estágio

placentário: a placenta se desloca da parede uterina e passa pelo canal da vagina. Nesse estágio, as contrações musculares do útero fazem cessar a saí da de sangue dos vasos sanguíneos desse órgão. Esse estágio pode durar entre 5 e 30 minutos ou mais.

Nascimento por parto normal.

Todo esse processo é chamado parto, também conhecido como parto natural ou parto normal. Observe o esquema a seguir.

Parto natural útero bexiga urinária

Estágio de dilatação. No momento do parto, normalmente, a cabeça do bebê se encontra voltada para colo do útero. O canal cervical começa a se dilatar para a passagem do bebê. vagina

cordão umbilical

Estágio da expulsão. O bebê passa pela vagina. Os movimentos de rotação realizados pelo seu corpo auxiliam nessa passagem.

ânus

Ilustrações: Angelo Shuman

placenta

Estágio placentário. Com as contrações do útero, a placenta se descola e, em seguida, é expelida.

cordão umbilical

Ilustrações produzidas com base em: MOORE, K. L.; PERSAUD, T. V. N. Embriologia básica. 6. ed. Rio de Janeiro: Elsevier, 2004. p. 105. TORTORA, G. J. Corpo humano: fundamentos de anatomia e fisiologia. 4. ed. Porto Alegre: Artmed, 2000. p. 564.

264

g18_ftd_lt_1nob_u4_c14_p263a269.indd 264

31/5/16 8:21 PM


Burger/Phanie/Science Source/Latinstock

Nesses e em outros casos, o médico pode definir a necessidade de realizar uma cesariana, ou cesárea. Nesse procedimento, realiza-se um corte cirúrgico no abdome da mãe para a retirada do bebê. Na cesárea, em relação a um parto normal, tanto a mãe quanto o bebê estão expostos a maiores riscos de infecções e hemorragias. Pelve: cavidade formada pelos ossos do quadril.

Realização de parto do tipo cesárea.

Biologia e Saúde

Cesarianas: qual é o problema? ANS/Ministério da Saúde/Governo Federal

A escolha do tipo de parto é uma dúvida frequente das mulheres durante a gestação. Em alguns países do mundo, principalmente no Brasil, por diversas razões, mulheres e médicos têm optado pela cesariana. A Organização Mundial da Saúde (OMS) recomenda que apenas 15% dos partos sejam por cesariana, ou seja, só em casos real­m ente necessários. No entanto, no Brasil, a cesariana aumentou muito. A Pesquisa Nacional da Saúde realizada em 2013, divulgada pelo Ministério da Saúde em parceria com o IBGE, mostra que no Brasil 54% dos partos são cesarianas. No ano de 2015, na tentativa de reduzir o número de cesáreas realizadas na saúde suplementar brasileira, atendida por planos médicos, a Agência Nacional de Saúde (ANS) criou uma resolução com o intuito de estimular o parto normal. Já o Sistema Único de Saúde (SUS) segue as recomendações da OMS.

Cartaz da Agência Nacional de Saúde Suplementar (ANS) do ano de 2015 estimulando a realização do parto normal.

Reprodução e Embriologia

265

Unidade 4

Algumas situações podem impedir a realização do parto natural, por exemplo, a contração uterina ineficiente para expulsar o feto; os sangramentos intensos anteriores ao parto; o deslocamento prematuro da placenta; o tamanho do bebê em relação à abertura da pelve da mãe.


Amamentação A amamentação ou aleitamento materno alimenta e protege o bebê, além de contribuir para o laço afetivo entre mãe e filho. O primeiro leite ingerido logo após o nascimento é chamado colostro. Além de alimentar, o colostro possui anticorpos responsáveis pelas primeiras defesas do bebê contra vírus e bactérias. Segundo a OMS, a amamentação deve ser a única fonte de alimento para o bebê até os seis meses de idade. Leia o texto abaixo sobre a importância da amamentação.

Ministério da Saúde/Governo Federal

Amamentação traz benefícios para a mãe e o bebê [...] Os benefícios do aleitamento materno são inúmeros. Além de estar sempre pronto, na temperatura certa e não custar nada, esse ato estimula o vínculo afetivo entre a mãe e o bebê e é fundamental para a saúde de ambos. No caso materno, a amamentação contribui para a recuperação do útero, diminuindo o risco de hemorragia e anemia após o parto. O aleitamento materno também ajuda a reduzir o peso e a minimizar o risco de desenvolver, no futuro, câncer de mama e de ovário, doenças cardiovasculares e diabetes. Para o bebê, além de ser de fácil digestão, o leite humano provoca menos cólicas e a sucção colabora para o desenvolvimento da arcada dentária, da fala e da respiração. Além disso, o leite funciona como uma vacina natural – que não substitui o calendário básico de vacinação –, protegendo a criança contra doenças como anemia, alergias, infecções, obesidade e intolerância ao glúten. [...] PORTAL BRASIL. Amamentação traz benefícios para a mãe e o bebê. 10 out. 2011. Saúde. Disponível em: <www.brasil.gov.br/saude/2011/10/amamentacaotraz-beneficios-para-a-mae-e-o-bebe>. Acesso em: 10 fev. 2016.

Para saber mais sobre o aleitamento materno, acesse o site a seguir.

••<http://tub.im/xa7qkq>. Acesso em: 8 fev. 2016.

Cartaz de campanha sobre Amamentação, veiculada pelo Ministério da Saúde em 2015.

Aborto natural O aborto é a expulsão prematura do embrião/feto do útero. Ele pode ser causado por diversos motivos, tais como: desenvolvimento anormal do embrião ou da placenta, determinadas doenças, traumas causados por impactos ou perfurações que afetem direta ou indiretamente a gestação, entre outros. Cerca de um terço das fertilizações geram aborto antes que a mulher perceba mudanças em seu corpo. Ele ocorre de maneira natural, ou seja, sem uma causa evidente.

266

g18_ftd_lt_1nob_u4_c14_p263a269.indd 266

31/5/16 8:23 PM


Biologia e Tecnologia

Testes de gravidez

Atualmente existem testes de gravidez vendidos em farmácias e que podem ser feitos em casa. Mas como eles funcionam?

Unidade 4

A gravidez é detectada quando há presença do hormônio gonadotrofina coriônica humana (hCG) na urina. Após a implantação do embrião, esse hormônio começa a ser produzido em grande quantidade pelas células do blastocisto e é excretado na urina da mãe. Os testes de gravidez caseiros, comercializados em farmácias, podem ser realizados após o atraso da menstruação. No entanto, nesses casos, eles detectam pequenas concentrações de hCG. O mecanismo para detecção do hCG na urina é baseado na imunocromatografia, método laboratorial que utiliza um sistema baseado em anticorpos associados a corantes para detectar antígenos específicos, formando complexos coloridos. Veja a seguir.

Funcionamento do teste de gravidez kontur-vid/Shutterstock.com O teste é feito em um dispositivo em formato de bastão. Em uma das extremidades, existe uma membrana absorvente que contém anticorpos anti-hCG janela de visualização associados a corantes. Na área de revelação do teste, há uma janela de visualização, onde anticorpos anti-hCG estão fixos. A membrana absorvente é colocada em contato com a No teste negativo, somente a faixa controle é visível. urina por alguns segundos. Se a urina contiver hCG, aparecerão duas faixas* coloridas na janela, confirmando o teste positivo. Se a urina não contiver hCG, haverá somente uma faixa Duas faixas visíveis no teste positivo. colorida na janela, chamada de faixa controle, indicando que *Existem aparelhos em que aparecem duas faixas não há gravidez. cruzadas indicando o teste positivo. Há outros que

mostram, digitalmente, o tempo estimado de gravidez.

O mecanismo de visualização dessas faixas deve-se à especificidade dos anticorpos da membrana. Há dois tipos de anticorpos: os monoclonais e os policlonais. Os monoclonais possuem uma região de ligação específica ao hormônio hCG. Já os policlonais podem interagir com os diversos antígenos presentes na urina. Na membrana absorvente, os anticorpos se unem aos antígenos da urina. Os complexos formados são transportados por capilaridade até o centro do bastão, onde se juntam aos anticorpos fixos e formam as faixas que indicam o resultado do teste. Assim, independentemente da presença de hCG, os anticorpos policlonais interagem com a urina, produzindo complexos que formam a faixa controle na janela de visua­lização. Quando há hCG na urina, os anticorpos monoclonais interagem com o hormônio, e o complexo formado é transportado pela membrana absorvente até a janela de visualização, onde forma a faixa que indica o resultado positivo do teste. Reprodução e Embriologia

g18_ftd_lt_1nob_u4_c14_p263a269.indd 267

267

31/5/16 8:24 PM


Biologia e Saúde

Teratogênese

A teratogênese refere-se à ocorrência de malformações no embrião durante o desenvolvimento. Elas são consequência do efeito dos teratógenos, substâncias que, se ingeridas pela gestante, prejudicam a formação do embrião/feto. Como exemplos de teratógenos, podemos citar o cigarro, o álcool, as drogas ilícitas e certos medicamentos. A ação dos teratógenos tem mais efeito durante as primeiras semanas do desenvolvimento. Até a 8 a semana de gestação, os principais órgãos e regiões corporais estão em formação, tornando, assim, o embrião suscetível a deformações.

Ministério da Saúde/Governo Federal

O primeiro teratógeno a ser descoberto foi a talidomida, um sedativo amplamente utilizado na década de 1960. Nessa época, as crianças cujas mães faziam uso desse medicamento apresentavam malformações nos membros, que nasciam reduzidos. Algumas delas tinham focomelia, condição na qual as mãos e os pés parecem surgir a partir dos ombros e dos quadris, respectivamente. Outras apresentavam a amelia, condição na qual esses membros eram inteiramente ausentes. O nascimento dessas crianças alarmou a comunidade médica, que investigou as substâncias ingeridas pelas mães durante a gravidez e constatou que a talidomida era a causadora desses efeitos. Hoje, esse medicamento é utilizado no tratamento de hanseníase e de algumas doenças sexualmente transmissíveis, porém sua utilização por mulheres em idade fértil é proibida. Atualmente, sabe-se que manter certos hábitos durante a gravidez pode ser prejudicial tanto à mãe quanto ao embrião/feto. Exemplos disso são as mães fumantes, as quais geram fetos que apresentam problemas no crescimento, em virtude do contato com substâncias liberadas pela fumaça do cigarro no organismo materno e transmitidas ao embrião via placenta. Uma dessas substâncias é a nicotina, que, em alta concentração no sangue, induz a constrição dos vasos sanguíneos do útero, diminuindo o fluxo sanguíneo e, consequentemente, o suprimento de gás oxigênio e nutrientes para o embrião. Outra substância liberada pelo cigarro é o monóxido de carbono, gás que prejudica o transporte do gás oxigênio do sangue para os tecidos da mãe e do feto. Além desses problemas, o tabagismo durante a gestação traz outros agravantes. A gestante tem mais chances de sofrer um aborto espontâneo ou parto prematuro, além de outras complicações que podem ocorrer durante o parto. Os filhos de mães gestantes podem nascer abaixo da massa corporal esperada e apresentar problemas de crescimento, aumentando o risco de morte na infância. É importante ressaltar que, nos casos em que a gestante é fumante passiva, ou seja, convive com pessoas fumantes, o desenvolvimento do embrião/feto também é prejudicado. Capa do folheto da campanha de combate ao tabagismo, veiculada em 2015 pelo Ministério da Saúde.

268


Drogas consideradas ilícitas no Brasil também são teratógenos. No período gestacional, o uso de ácido lisérgico (LSD) causa deformações nos membros e anomalias no sistema nervoso dos embriões/fetos. Já a cocaína é ainda mais agressiva, pois induz ao aborto espontâneo, ao nascimento prematuro, ao atraso no crescimento e à ocorrência de distúrbios comportamentais. O crack, por sua vez, pode causar dependência no bebê, ou seja, a criança já nasce com sintomas de abstinência.

Unidade 4

Macr

ove c tor/ Shu t ter s toc

k .co

m

Outro exemplo de teratógeno é o álcool. Consumi-lo em qualquer quantidade no início da gravidez pode afetar o desenvolvimento do sistema nervoso central. Além disso, pode induzir a síndrome do alcoolismo fetal (SAF), na qual a criança apresenta problemas de crescimento, menor desenvolvimento mental, microcefalia (malformação da cabeça e do cérebro), anomalias na face e nas articulações inferiores. Dificuldades comportamentais e de aprendizagem também podem ser observadas em crianças cujas mães ingerem álcool durante a gestação, uma vez que afeta o desenvolvimento do cérebro que apresenta um longo período de vulnerabilidade à ação dos teratógenos.

Gestantes não devem ingerir álcool.

Outros teratógenos podem ser de natureza física, destacando-se os métodos de radiação ionizante (possui alta energia e pode alterar átomos e moléculas), que afetam o desenvolvimento do feto de acordo com a intensidade das doses às quais ele é submetido durante a gestação. Por isso, altas dosagens podem lesionar as células do embrião, induzindo quebras nas moléculas de DNA que alteram sua estrutura, prejudicando seu desenvolvimento. Os efeitos da radiação ionizante em fetos são muito marcantes na parte central do sistema nervoso, podendo levar a quadros de atraso mental e formação incompleta da coluna vertebral. Outras anomalias como microcefalia, malformação das vísceras, dos membros, do esqueleto e da boca também são observadas. No entanto, é válido destacar que exames como radiografias e ultrassom, comuns na gravidez, não apresentam riscos ao feto, pois a dosagem de radiação emitida é muito pequena. kryzhov/Shutterstock.com

Alguns medicamentos também podem ser teratogênicos. As pílulas anticoncepcionais, por exemplo, se tomadas durante o início da gravidez, podem induzir à síndrome Vacterm, que corresponde a anomalias vertebrais, anais, cardíacas, traqueais, esofágicas, renais e dos membros. Certos antibióticos também podem ter efeitos teratogênicos. Em altas concentrações, alguns desses medicamentos podem induzir deficiência auditiva, manchas amareladas nos dentes e ossos do feto. As gestantes só devem tomar medicamentos sob supervisão médica, para evitar efeitos indesejáveis e prejuízos ao feto.

Reprodução e Embriologia

g18_ftd_lt_1nob_u4_c14_p263a269.indd 269

269

31/5/16 8:26 PM


Atividades

Responda as atividades no caderno.

Veja as respostas das questões desta seção nas Orientações para o professor.

1. O que é determinante para indicar o tipo de ovo e o tipo de segmentação que ele irá sofrer após a fertilização?

2. Em que consistem os processos de blastulação e gastrulação? 3. Em qual momento do desenvolvimento embrionário o blastóporo é formado? Nos cordados, ele origina qual estrutura?

4. Que estrutura será formada a partir do arquêntero? Explique como isso ocorre. 5. Cite as principais diferenças entre os três períodos da gestação humana. 6. No caderno, descreva cada uma das etapas do parto natural. 7. Que porção do blastocisto origina o embrião propriamente dito? 8. Alguns anexos embrionários dos seres humanos possuem destino diferente dos encontrados em aves e répteis. Esta afirmação é verdadeira? Justifique.

9. Em que consiste a nidação? 10. De qual parte do blastocisto se originam as vilosidades coriônicas que garantirão a fixação do embrião na parede uterina?

11. Qual anexo embrionário origina a placenta? 12. Relacione as informações das três colunas referentes ao tipo de segmentação do ovo. I ) Holoblástica.

a ) telolécito

1 ) ouriço-do-mar

II ) Meroblástica.

b ) oligolécito

2 ) besouro

c ) centrolécito

3 ) galinha

d ) heterolécito

4 ) salamandra

13. Leia o trecho da notícia a seguir e responda às questões. Cientistas descobrem baleias gêmeas siamesas no México Cientistas do México descobriram filhotes de baleias gêmeas siamesas no domingo (5). [...] Infelizmente, as baleias siamesas não sobreviveram. É provável que isso tenha acontecido porque a carcaça das gêmeas era de apenas 2,1 metros de comprimento. Baleias normais recém-nascidas têm entre 3,6 m e 4,8 metros e podem chegar a 14,9 metros quando adultas. [...] DARAYA, Vanessa. Cientistas descobrem baleias siamesas no México. Exame, São Paulo, 7 jan. 2014. Tecnologia. Disponível em: <http://exame.abril.com.br/tecnologia/noticias/cientistas-descobrem-baleias-gemeas-siamesas-no-mexico>. Acesso em: 17 fev. 2016.

a ) Além do ser humano, é possível observar a formação de gêmeos siameses em vários animais, como mostra o trecho da notícia. O que ocorre durante a formação dos gêmeos siameses? b ) Na maioria das gestações múltiplas, o desenvolvimento dos fetos ocorre de maneira normal, como nos casos de gêmeos fraternos e gêmeos idênticos. Como eles são formados?

14. O hemangioma é um tumor benigno dos vasos sanguíneos. Comum na infância, ele aparece logo nas primeiras semanas de vida do recém-nascido, podendo desaparecer espontanea­ mente até os 10 anos idade. Com base nos seus conhecimentos sobre o desenvolvimento embrionário, responda às questões. a ) Qual camada germinativa origina os vasos sanguíneos? b ) Em qual etapa do desenvolvimento embrionário essa camada germinativa se forma?

270


15. No caderno, relacione os folhetos embrionários com as respectivas estruturas e órgãos que eles originam. a ) Endoderme.

b ) Ectoderme.

c ) Mesoderme.

I ) Origina a epiderme, a retina do olho, as glândulas mamárias, a parte central do sistema nervoso e a parte periférica do sistema nervoso. II ) Origina os tecidos ósseo, muscular e cartilaginoso e órgãos como coração, rim, ovários e testículos.

Em casos de casais que tenham filhos portadores de anemias graves, o Conselho Federal de Medicina permite a escolha de embrião que seja compatível com o irmão, que precisa de transplante de medula óssea.

16. O PGD, diagnóstico genético pré-implantacional, é uma técnica utilizada na fertilização in vitro, que permite detectar alterações no embrião antes de sua implantação no útero. Esse processo consiste na retirada de um blastômero do embrião no terceiro dia de desenvolvimento, ou em mais células no quinto dia. Alguns casais, mesmo sem problemas de infertilidade, procuram as clínicas de fertilização in vitro na tentativa de gerar filhos que não tenham alterações cromossômicas e não desenvolvam doenças hereditárias. a ) No PGD, o geneticista retira o blastômero do embrião no terceiro ou no quinto dia do desenvolvimento. Que etapas embrionárias ocorrem nesse período? b ) Converse com seus colegas sobre a atitude de alguns pais em escolher embriões antes de engravidar. Lembrem-se de discutir as questões éticas e de saúde envolvidas nessas situações.

17. Veja o trecho da história em quadrinhos abaixo.

Ziraldo

[...]

[...] ZIRALDO. O melhor do menino Maluquinho em quadrinhos 3: tudo em família. São Paulo: Publifolha, 1998. p. 68-69.

a ) Nos segundo e quinto quadrinhos, Maluquinho sugere as etapas da gestação humana. Quais são essas etapas? b ) No último quadrinho, Maluquinho diz que o médico retirará o bebê. De que maneira esse procedimento pode ser feito? Explique. C

18. Observe a ilustração ao lado e responda às

B

questões no caderno. a ) Identifique as estruturas indicadas pelas letras na ilustração.

St ud io Ca

b ) Descreva a importância de cada uma das estruturas indicadas.

A

pa rr oz

Ilustração produzida com base em: MOORE, K. L.; PERSAUD, T. V. N. Embriologia básica. 6. ed. Rio de Janeiro: Elsevier, 2004. p. 95.

Reprodução e Embriologia

271

Unidade 4

III ) Origina o epitélio de revestimento das vias respiratórias e do trato gastrointestinal e órgãos como fígado e pâncreas.


19. Reescreva as frases a seguir no caderno, substituindo as letras pelas palavras corretas. a ) O encontro do ovócito com o espermatozoide pode ocasionar a A, formando a primeira célula do novo ser vivo, chamada B. b ) Depois de algumas horas, ela sofre a primeira clivagem, formando duas células denominadas C. c ) As clivagens continuam e, quando um aglomerado de células chega ao útero, recebe o nome de D. d ) Alguns dias após as primeiras clivagens ocorre a implantação no útero, um fenômeno chamado E, quando o embrião já se encontra no estágio de F.

20. Observe os gráficos a seguir sobre as taxas de partos naturais e cesáreas no Brasil e responda às questões no caderno. Gráfico 1 – Porcentagem de partos na rede pública de saúde entre 2007 e 2011 Porcentagem (%) 53,4

Porcentagem (%)

Partos normais Cesáreas

60 50

Gráfico 2 – Porcentagem de partos na rede privada de saúde entre 2007 e 2011

51,5 46,6

48,5

49,9 50,1

53,9

52,3 47,7

Partos normais Cesáreas

100

46,1

83,8

83,1

81,3

80

83,5

83,7

40

60 40

20

20

10 0

Ilustrações: Rafael Luís Gaion

30

2007

2008

2009

2010

2011

Ano

Gráfico elaborado com base em: DATASUS. Indicadores e dados básicos 2012. Disponível em: <ht tp://tabnet.datasus.gov.br/cgi/ idb2012/matriz.htm>. Acesso em: 10 fev. 2016.

0

18,7

2007

16,9

2008

16,2

2009

16,5

2010

16,6

2011

Ano

Gráfico elaborado com base em: AGÊNCIA NACIONAL DE SAÚDE. Em seis meses, hospitais revertem taxas de cesáreas de 10 anos, 27 out. 2015. Disponível em: <www.ans.gov.br/aans/noticias-ans/qualidade-da-saude/3032-em-seis-meseshospitais-revertem-taxas-de-cesareas-de-10-anos?highlight=WyJnclx1MDBlMWZ pY28iLCJwYXJ0b3MiXQ==>. Acesso em: 8 fev. 2016.

a ) Com base no gráfico 1, o que você pode concluir quanto à quantidade de cesáreas? b ) Explique as diferenças entre os dados dos gráficos 1 e 2. c ) Qual é a causa dessas diferenças? d ) Por que é recomendado o parto normal em vez da cesárea?

21. (Ufla) Assinale a alternativa correta: a ) o arquêntero desenvolve-se em sistema respiratório. b ) o blastóporo dá origem à cavidade oral em mamíferos. c ) a formação do arquêntero caracteriza a fase de mórula do desenvolvimento embrionário. d ) o blastóporo é uma abertura que permite a comunicação do arquêntero com o ambiente externo. I

22. (UFGD) A figura ao lado representa o corte de um embrião de vertebrado na fase de neurulação. As estruturas I, II, III e IV representam, respectivamente:

II III

Somma Studio

a ) o tubo neural, notocorda, celoma e arquêntero. b ) a notocorda, endoderma, celoma e mesoderma. c ) a endoderma, celoma, tubo neural e notocorda. d ) a mesoderma, celoma, arquêntero e endoderma. e ) o tubo neural, notocorda, celoma e mesoderma. IV

272

g18_ftd_lt_1nob_u4_c14_p270a277.indd 272

31/5/16 8:41 PM


23. (Udesc) Complete o texto com as palavras propostas nas alternativas. “A primeira fase do desenvolvimento embrionário dos mamíferos, ou seja, ovo , é a fase de , onde no zigoto ocorrem consecutivas em que as células-filhas dividem entre si o vitelo da célula-mãe. O nome das células que resultam das primeiras divisões no embrião são os blastômeros. O zigoto é transformado em uma massa compacta de células chamada , que passa a envolver uma cavidade interna cheia de líquido, passando a ser denominada .”. Assinale a alternativa que apresenta a sequência correta de palavras que completam o texto acima. Unidade 4

a ) oligolécito; segmentação; meioses; blástula; mórula. b ) oligolécito; gastrulação; meioses; mórula; gástrula. c ) megalécito; gastrulação; meioses; mórula; gástrula. d ) megalécito; segmentação; mitoses; mórula; blástula. e ) oligolécito; segmentação; mitoses; mórula; blástula.

24. (Ufla) Analise as proposições sobre o desenvolvimento embriológico em mamíferos. I ) A gástrula é caracterizada por apresentar dois blastômeros. II ) O embrião torna-se uma blástula a partir da formação da blastocele. III ) A mórula apresenta-se constituída por um aglomerado compacto de dezenas de blastômeros. IV ) A sequência correta do desenvolvimento embrionário é zigoto, gástrula, mórula e blástula. a ) Somente as proposições I e II são corretas. b ) Somente as proposições II e III são corretas. c ) Somente as proposições III e IV são corretas. d ) Somente as proposições I e IV são corretas.

25. (UFMG) A ocorrência de gravidez na adolescência tem aumentado consideravelmente. O conhecimento e o uso adequado de métodos contraceptivos podem reverter esse problema. Em relação a esses métodos, é CORRETO afirmar-se que: a ) o diafragma impede a nidação da mórula. b ) o dispositivo intrauterino, DIU, impede a chegada dos espermatozoides ao útero. c ) o método hormonal feminino, pílula, impede a ovulação. d ) o método de tabela é eficiente se forem evitadas relações sexuais entre o 12o e o 14 o dia do ciclo. e ) o preservativo masculino, camisinha, tem ação espermicida.

Refletindo sobre o capítulo Veja as respostas das questões desta seção nas Orientações para o professor.

A Retome as respostas que você deu às questões da página 248 e as complemente se necessário. B Observe novamente a fotografia do anfioxo, apresentada na página 253. Esse animal é acelomado, pseudocelomado ou celomado? Explique. C Retome a resposta da questão 3 da página 257 e a complemente se necessário. D Releia o conteúdo das páginas 264 e 265 e converse com seus colegas sobre o parto natural e a cesárea.

Reprodução e Embriologia

273


Trocando ideias

Gravidez na adolescência

A adolescência é uma fase da vida marcada por intensas mudanças. Ela se inicia, aproximadamente, entre os dez e os doze anos de idade. Durante esse período, várias transformações no corpo do jovem são aparentes, principalmente em virtude das alterações hormonais. A adolescência é uma etapa fundamental para o desenvolvimento humano, pois é nela que ocorre a formação da identidade do indivíduo. Trata-se de uma etapa de descobertas e desafios, de vivências e expectativas sociais diversas, presentes e concretas. Durante esse período, há o despertar da sexualidade, surgindo, assim, o interesse pelo namoro e o aumento do desejo sexual. Nesse sentido, diante de todas essas mudanças, há uma questão importante: o risco da gravidez não planejada. Apesar de o corpo da menina se preparar para uma gravidez todos os meses, engravidar precocemente pode trazer riscos à mãe e ao bebê, pois o corpo de uma adolescente ainda não está completamente desenvolvido, inclusive seus órgãos genitais. Entre os riscos de uma gravidez nessa fase da vida, podemos citar: a pré-eclâmpsia, a anemia, a hemorragia e o parto prolongado. Em alguns casos, esses problemas podem levar à morte materna. Além das complicações físicas, a gravidez precoce ocorre em um momento no qual a jovem está finalizando a construção da sua identidade e solidificando suas relações com o mundo. Nesse sentido, a gravidez pode interferir em seu dia a dia. A possibilidade de abandonar a escola é grande. Alguns estudos mostram que mais de 30% das adolescentes abandonam a escola durante a gestação, e a maioria não retorna, pois o bebê necessita de amamentação e cuidado prolongado. Diante dessa realidade, algumas adolescentes apresentam uma sensação de vazio e, consequentemente, uma perda emocional. Inicialmente, a família pode se assustar, levando a jovem a passar pela desconfiança das pessoas, já que ela e seu c eiro não tomaram os cuidados necessápar­ rios para evitar a gravidez. Algumas jovens vivem a negação do pai da criança em relação à paternidade, cau­s ando, muitas vezes, o fim do relacionamento.

Andrey_Kuzmin/Shutterstock.com

Nesses momentos, apesar da redução de ex­ pectativas para seu futu­ro, é importante que a jovem busque apoio das pessoas próximas.

274

Adolescente grávida.

Pré-eclâmpsia: hipertensão arterial desenvolvida durante a gestação.


Unidade 4

Syda Productions/Shutterstock.com

A decisão de iniciar a vida sexual na adolescência é única e deve ser respeitada, cabendo à menina e ao menino a escolha do momento em que se sintam preparados. Entretanto, essa escolha deve ser realizada com consciência, pois o ato sexual sem o uso de um método contraceptivo pode gerar uma nova vida, além do risco de contrair uma DST. Por isso, quando se inicia a vida sexual, é importante a orientação de um médico e a realização de exames clínicos.

Jovem casal.

Se a gravidez ocorrer, é preciso que os jovens adaptem sua rotina à chegada da criança, recebendo-a e acolhendo-a. É fundamental, ainda, que a mãe tenha os mesmos cuidados pré-natais que as gestantes adultas e o acompanhamento médico adequado. a ) É fundamental que o jovem avalie sua vida antes de iniciar a prática sexual. Além de conhecer os métodos contraceptivos, ele deve pensar até que ponto modificaria sua vida por um filho. Sobre esse assunto, converse com seus colegas sobre os itens a seguir.

--Até que ponto você modificaria sua vida por um filho? --Em sua opinião, seus pais teriam a obrigação de ajudá-lo

caso você tivesse

um filho?

--Como você sustentaria financeiramente uma criança? --Qual é a sua prioridade, os estudos, seus amigos, o(a) namorado(a)? --Como seus pais reagiriam se você tivesse um filho? b ) Leia o trecho do texto a seguir.

Campanhas educativas previnem a gravidez precoce no país [...] Segundo a Organização Mundial da Saúde, 22% dos adolescentes fazem sexo pela primeira vez aos 15 anos de idade. É nesta fase importante de autoconhecimento e incertezas que a falta de informação pode gerar uma gravidez inesperada ou mesmo a contaminação por doenças sexualmente transmissíveis. [...] mais que educação sexual, as crianças precisam de uma educação para a vida. “Antes da puberdade, elas precisam aprender que podem realizar seus sonhos por meio dos estudos, do trabalho e da construção de um longo projeto de vida”, e o namoro, por melhor que seja aos 15 anos, não deve atrapalhar esse projeto [...]. PORTAL BRASIL. Campanhas educativas previnem a gravidez precoce no país. 24 abr. 2012. Saúde. Disponível em: <www.brasil.gov.br/saude/2012/04/campanhas-educativas-previnem-a-gravidez-precoce-no-pais>. Acesso em: 10 fev. 2016.

Veja as respostas das questões desta seção nas Orientações para o professor.

• •Você já viu alguma das campanhas educativas citadas no título do texto? • •Em sua opinião, essas campanhas têm efeito? O que poderia ser modificado? • •Você concorda com o segundo parágrafo? Converse sobre isso com os colegas. Reprodução e Embriologia

275


Explorando o tema

Planejamento familiar: mudanças na população brasileira

Alfred Eisenstaedt/Getty Images

Volt Collection/Shutterstock.com

Observe as fotografias a seguir.

Família retratada na década de 1940.

Família retratada na atualidade.

A população brasileira vem acompanhando as transformações socioeconômicas do século XX. Nesse sentido, percebe-se que a sociedade com predomínio rural e agrário tem dado espaço a uma sociedade urbana cuja economia centraliza-se na indústria e no setor de serviços. Paralelamente a essas transformações, ocorreu um aumento significativo na quantidade de habitantes, em virtude de fatores como a diminuição da taxa de mortalidade da população.

Rafael Luís Gaion

População brasileira em 1940, 1996 e 2015 Habitantes (em milhões) 250

204

200

156 150

100

50

0

41

1940

1996

2015

Ano

Gráfico elaborado com base em: IBGE. Tendências demográficas: uma análise da população com base nos resultados dos censos demográficos 1940 e 2000. Disponível em: <www.ibge.gov.br/home/estatistica/populacao/tendencia_ demografica/analise_populacao/1940_2000/>. Acesso em: 10 fev. 2016.

Ao analisarmos o gráfico ao lado, podemos notar que, a partir de 1940, a população brasileira era de 41 milhões de habitantes; em 1996, passou para cerca de 156 milhões de pessoas; e, em 2015, ultrapassou 204 milhões de habitantes. Assim, nota-se que houve um crescimento da população. Além da diferença de quantidade de pessoas, a composição das famílias também mudou. Por exemplo, em 1940, 80% da população residia nas áreas rurais ou pequenas cidades e o número de filhos era de cerca de 6 a 9 crianças por família. Já no ano de 2015, 84%* da população é urbana e as famílias possuem, em média, 1,9 filho. *Dados do IBGE. Uma pesquisa apoiada pelo Ministério do Desenvolvimento Agrário calcula que 36% da população brasileira é rural.

Diante das mudanças socioeconômicas, uma grande parcela da população rural migrou para as áreas urbanas. Cidades como Rio de Janeiro e São Paulo foram as que receberam maior quantidade de famílias em busca de emprego e oportunidades de melhores condições de vida.

276

g18_ftd_lt_1nob_u4_c14_p270a277.indd 276

31/5/16 8:43 PM


No ano de 2000, o Censo mostrou as principais mudanças ocorridas na família brasileira. As mulheres já eram responsáveis financeiramente por 26,5% dos domicílios do país. A desaceleração do crescimento e a recomposição etária da população brasileira são resultado da menor fecundidade das mulheres, que geraram menos filhos, e no declínio da taxa de mortalidade. Veja um comparativo dos principais fatores que, no decorrer dos últimos 70 anos, contribuíram para a formação do novo perfil da família brasileira. Em seguida, leia o trecho de uma notícia e responda às questões.

Nos dias atuais...

o homem mantinha o trabalho nas áreas rurais com o auxílio dos filhos, que mantinham a renda familiar;

• quanto mais filhos o casal tivesse, mais mão de obra havia;

• a mulher passou a trabalhar fora de casa; • o uso do anticoncepcional permitiu maior

controle na quantidade de filhos, já que havia necessidade de a mulher trabalhar e ajudar na renda familiar;

•a

• o acesso à escola aumentou, diminuindo

• • as crianças raramente estudavam, pois ha-

• o custo de vida elevado nas áreas urba-

• as taxas de natalidade e mortalidade eram

• as taxas de natalidade e de mortalidade

mulher era dona de casa e responsável pelos cuidados da casa e dos filhos; não havia métodos contraceptivos químicos; via pouca oferta e o acesso era difícil; elevadas.

Unidade 4

Em 1940...

a participação dos jovens no trabalho;

nas levou os casais a repensarem a quantidade de filhos; diminuíram.

Brasileiras têm um terço dos filhos da década de 1940 [...] A população brasileira está cada vez mais envelhecida por causa da diminuição do número de nascimentos no país. Os casais brasileiros têm, em média, 1,9 filho agora, enquanto essa marca superava os 6,1 filhos 70 anos atrás, na década de 1940. Os dados estão em um estudo divulgado pelo IBGE (Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística) [...]. BRASILEIRAS têm um terço do número dos filhos da década de 1940. R7, São Paulo, 17 out. 2012. Notícias. Disponível em: <http://noticias.R7.com/brasil/noticias/brasileira-tem-um-terco-dos-filhosda-decada-de-1940-20121017.html>. Acesso em: 10 fev. 2016.

Veja as respostas das questões desta seção nas Orientações para o professor.

a ) O que é possível concluir ao observar as fotografias da página anterior?

Sh

c ) Realize uma entrevista com seus avós ou pessoas que tenham mais de 60 anos de idade. Elabore questões como: quantos irmãos(ãs) você teve?; quantos filhos(a) imaginou que teria e quantos de fato teve?; considera que a família reduziu com o passar do tempo?; todos tiveram a oportunidade de estudar? Por fim, apresente o resultado da entrevista aos colegas e conversem sobre as mudanças que ocorreram em suas famílias ao longo das gerações.

M a ut rku te s M rs t o ain ck ka .co / m

b ) Que consequências a diminuição na quantidade de pessoas por família acarreta ao futuro socioeconômico do país?

Reprodução e Embriologia

277


Ampliando seus conhecimentos

Editora Companhia das Letras

Para ler

• Crick, Watson e o DNA em 90 minutos. Paul Strathern. Rio de Janeiro: Jorge Zahar, 2001.

• Dicionário

Mulheres do Brasil, de Schuma Schumaher e Érico Vital Brazil (Org.). Rio de Janeiro: Jorge Zahar, 2000. Por meio de relatos minuciosos e contextualizados, esse livro retrata 500 anos de luta e conquista dos direitos das mulheres, resgatando histórias de talento, pioneirismo e reconhecimento público. Além disso, mostra que, em todas as épocas, a despeito do preconceito e das imposições culturais, a mulher sempre teve voz ativa, mostrando sua força e inteligência.

Editora Zahar

• Eu

Não Sou Assim! Como Encarar as Mudanças do Corpo na Adolescência, de Véronique Le Jeune e Philippe Eliakim. São Paulo: Ática, 2010.

• Eu

sou Malala: a história da garota que defendeu o direito à educação e foi baleada pelo Talibã, de Malala Yousafzai. São Paulo: Cia das Letras, 2013. Esse livro mostra a história de uma família exilada pelo terrorismo islâmico do Talibã que luta pelo direito à educação feminina e pela diminuição dos obstáculos à valorização da mulher em uma sociedade em que os homens detêm o poder. Malala, uma garota comum de 16 anos, influenciada pelo pai revolucionário, recusou-se a permanecer em silêncio e, em 2012, foi baleada na cabeça quando voltava da escola. A partir desse incidente, Malala passou a contar sua história ao mundo, o que a levou a conquistar o Prêmio Nobel da Paz.

• Iniciação à Astronomia, de Romildo Póvoa Faria. São Paulo: Ática, 2009.

• O ABCD da Astronomia e Astrofísica, de Jorge Ernesto Horvath. 2. ed. São Paulo: Livraria da Física, 2008.

• O Corpo das Garotas, de Jairo Bouer. São Paulo: Panda Books, 2004. • O Corpo dos Garotos, de Jairo Bouer. São Paulo: Panda Books, 2006. • O que está acontecendo aí embaixo? Respostas às perguntas

que os meninos acham difícil fazer, de Karen Gravelle e Nick e Chava Castro. São Paulo: Cia das Letras, 2005.

• Origem e história da vida, de Fernando Gewandsznajder e Ulisses Capozzoli. São Paulo: Ática, 2005.

• Por que choramos quando cortamos uma cebola?, de Teresa Firmino e Filomena Naves. 1. ed. Lisboa: A Esfera dos Livros, 2012.

• Primeira vez, de Jairo Bouer. São Paulo: Panda Books, 2006. • Sexo,

sexualidade e doenças sexualmente transmissíveis, de Ruth de Gouvêa Duarte. 2. ed. São Paulo: Moderna, 2005.

278

g18_ftd_lt_1nob_zampliando_278a281.indd 278

31/5/16 8:47 PM


••Sexualidade - um guia de viagem para adolescentes, de Cristina Vasconcellos. São Paulo: Martins Fontes, 2002.

••Vamos falar de sexualidade? São Paulo: Ciranda Cultural, 2009. Para assistir

Ampliando seus conhecimentos

a hora é agora? O que você precisa saber para tomar essa decisão, de Fernanda Wendel. São Paulo: Ática, 2007.

Filme de Peter Horton. A cura. EUA. 1995

••Sexo:

••A Cura. Direção de Peter Horton, 1995. Cinematográfica Gipsy Ltda., Estados Unidos. (110 min.)

••Apollo 13. Direção de Ron Howard, 1995. Universal Pictures Brasil, Estados Unidos. (140 min.)

Nesse filme é possível acompanhar o que ocorreu durante a Missão Apollo 13, no ano de 1970, quando um acidente causado por uma explosão no módulo de serviço deixou todos em estado de alerta. Os astronautas que sobrevoavam o espaço aéreo terrestre corriam o risco de ficar sem gás oxigênio, energia e comunicação. Esse enredo permite conhecer parte da história da corrida espacial e como o ser humano estuda o Universo.

••Filadélfia. Direção de Jonathan Demme, 1993. Columbia Tristar Home Vídeo do Brasil Ltda., Estados Unidos. (126 min.)

Um promissor advogado, portador do vírus HIV e homossexual, é demitido de um tradicional escritório por preconceito, após seus sócios descobrirem sua condição. Em busca de justiça, ele contrata os serviços de um advogado negro, homofóbico e preconceituoso, que sofre racismo e reluta em defendê-lo. Diante das adversidades, ambos encaram seus medos e preconceitos buscando justiça. Nesse filme são evidentes as situações de preconceito, discriminação e desinformação quanto à AIDS.

••Hubble 3D. Direção de Toni Myers, 2009. Canadá. (43 min.)

Esse documentário apresenta a missão da tripulação do ônibus espacial Atlantis, que reparou e melhorou o Telescópio Espacial Hubble, o primeiro telescópio óptico do mundo a orbitar o planeta Terra. Além das imagens provenientes das duas décadas de atividades do telescópio, são mostradas fotografias que remetem a uma viagem na linha do tempo do Universo. Essas imagens permitem imaginar como ele teria se originado, tal como prevê a teoria do Big Bang.

Filme de Jonathan Demme. Filadélfia. EUA. 1993

Essa história mostra como os amigos superaram os preconceitos, além de discutir a importância do respeito e do conhecimento científico sobre essa síndrome.

Filme de Toni Myers. Hubble 3D. Canadá. 2009

Com o anúncio da descoberta de uma suposta cura, os meninos partem em uma aventura em busca do médico responsável.

Filme de Ron Howard. Apollo 13: do desastre ao triunfo. EUA. 1995

O filme retrata a amizade entre dois garotos, sendo um deles HIV positivo, vírus contraído por meio de uma transfusão de sangue.

279

g18_ftd_lt_1nob_zampliando_278a281.indd 279

31/5/16 8:48 PM


Filme de Jason Reitman. Juno. EUA. 2007 Filme de Clint Eastwood. Menina de ouro. EUA. 2004 Filme de Pedro Antônio Paes. Minha gravidez de 12 meses. Brasil. 2007 Filme de Tony Bancroft e Barry Cook. Mulan. EUA. 1998

••Juno. Direção de Jason Reitman, 2007. SM Distribuidora de Filmes Ltda., Estados Unidos. (145 min.)

Juno é uma menina de 16 anos que engravida após a primeira relação sexual. Sentindo-se incapaz de cuidar de um filho, ela decide deixá-lo, após o nascimento, com uma família que cuide dele. Por meio desse enredo, o filme mostra a visão de uma adolescente diante da gravidez inesperada, além de seus sentimentos e conflitos com relação à gestação.

••Menina de ouro. Direção de Clint Eastwood, 2004. Cannes Produções S/A., Estados Unidos. (137 min.)

Uma garota que deseja se tornar uma lutadora de boxe pede a um professor machista que a treine. Após convencê-lo, ela passa a lutar, superando seus limites e vencendo. Com a convivência, os dois passam a ter uma relação de pai e filha e encontram apoio um no outro. O filme retrata a luta das mulheres pela igualdade de direitos também no esporte.

••Minha

gravidez de 12 meses. Direção de Pedro Antônio Paes, 2007. Videolar S/A./Paramount Home Entertainment, Brasil. (56 min.) Esse documentário traz orientações médicas para todas as etapas, desde antes da concepção do bebê até o seu nascimento, e depoimentos de profissionais de várias áreas da saúde. Nesse filme, além de acompanhar as etapas da gestação, é possível ver as mudanças que acontecem com o corpo da mulher durante esse período.

••Mulan. Direção de Tony Bancroft e Barry Cook, 1998. Buena Vista Home Entertainment Inc. / Videolar S/A., Estados Unidos. (88 min.)

Essa animação traz a história de Mulan, uma jovem valente na China antiga. Quando o Exército Imperial passa a recrutar soldados para a guerra, ela teme que convoquem seu pai, um homem idoso. Para evitar isso, Mulan se disfarça de homem e o substitui. Após ser descoberta, a jovem tem que se esforçar para mostrar que uma mulher é capaz de lutar tão bravamente quanto qualquer homem e, assim, honrar seu pai e sua nação.

280

g18_ftd_lt_1nob_zampliando_278a281.indd 280

31/5/16 8:50 PM


Brasil Ltda., Estados Unidos. (143 min.)

Durante uma missão ao planeta Marte, um astronauta desaparece após uma tempestade e é dado como morto por seus colegas, que partem de volta à Terra. Após perceberem que ele está vivo, os colegas planejam resgatá-lo. Para sobreviver, o protagonista utiliza os poucos equipamentos que tem e muita engenhosidade.

••Renascimento

do parto. Direção de Eduardo Chauvet, 2013. Circuito Cinearte Ltda. / Espaço Filmes, Brasil. (90 min.) Esse documentário apresenta as diferenças entre o parto normal e a cesárea pelo olhar de especialistas, que relatam os riscos, os prejuízos, os mitos dos tipos de nascimento, a dor do parto e o funcionamento do sistema obstétrico de saúde nacional, entre outros fatores.

••Tomboy. Direção de Céline Sciamma, 2011. Cannes Produções S/A., Estados Unidos. (82 min.)

O filme traz a história de Laure, uma menina de 10 anos, que usa cabelo curto e roupas consideradas masculinas. Quando sua família se muda para uma nova cidade, ela se apresenta aos colegas como um menino. Esse filme permite discutir e refletir sobre a questão da identidade de gêneros.

Filme de George Miller. O óleo de Lorenzo. EUA. 1993

Ampliando seus conhecimentos

••Perdido em Marte. Direção de Ridley Scott, 2015. Fox Film do

Filme de Ridley Scott. Perdido em Marte. EUA. 2015

Nesse filme é mostrada a batalha de uma família para salvar o filho de seis anos que enfrenta diversos problemas neurológicos diagnosticados como ALD (adrenoleucodistrofia), uma doença genética degenerativa cerebral raríssima, que leva à morte em poucos anos. Por conta própria, os pais resolvem pesquisar e descobrem, após estudos bioquímicos, uma mistura de óleos capaz de impedir a progressão da doença.

Filme de Eduardo Chauvet. O renascimento do parto. Brasil. 2013

óleo de Lorenzo. Direção de George Miller, 1993. Universal Pictures Brasil, Estados Unidos. (93 min.)

Filme de Céline Sciamma. Tomboy. EUA. 2011

••O

281

g18_ftd_lt_1nob_zampliando_278a281.indd 281

31/5/16 8:51 PM


Espaços não formais de ensino-aprendizagem Região Norte Pará

••Centro de Ciências e Planetário do Pará Rod. Augusto Montenegro, km 3

e-mail: planetario.uepa@gmail.com site: <http://paginas.uepa.br/planetario/>

Belém – PA

Região Nordeste Alagoas

••Observatório Astronômico Genival Leite Lima – Centro de Estudos Astronômicos de Alagoas Av. Fernandes Lima s/n Maceió – AL e-mail: ceaal.al@gmail.com site: <www.ceaal.org.br/observatorio>

••Usina Ciência da Universidade Federal de Alagoas

Av. Lourival Melo Mota s/n Maceió – AL e-mail: usinaciencia@gmail.com site: <www.ufal.edu.br/usinaciencia/ nucleos/astronomia>

Bahia

••Museu de Ciência & Tecnologia –

••Planetário Museu Parque do Saber R. Tupinambás, 275

Feira de Santana – Bahia e-mail: museuparquedosaber@pmfs. ba.gov.br/ site: <www.museuparquedosaber.ba. gov.br/>

Ceará

••Museu do Eclipse

Praça do Patrocínio s/n Sobral – CE site: <www.sobral.ce.gov.br/comunicacao/ novo2/index.php?pagina=cidade/museueclipse.php>

••Planetário Rubens de Azevedo R. Dragão do Mar, 81 Fortaleza – CE

Universidade do Estado da Bahia

e-mail: planeta@dragaodomar.org.br

R. Silveira Martins, 2 555

site: <www.dragaodomar.org.br/planetario>

Salvador – BA e-mail: museu@listas.uneb.br site: <www.uneb.br/mct/acervo/>

••Observatório Astronômico Antares –

Maranhão

••Observatório Astronômico da

Universidade Estadual do Maranhão Campus Universitário Paulo VI

Museu Antares de Ciência e Tecnologia

São Luís – MA

R. da Barra, 925

e-mail: obafis.uema@gmail.com

Feira de Santana – BA e-mail: observatoriouefs@gmail.com/ museuantares@gmail.com site: <https://sites.google.com/site/ antaresobs2/home>

Paraíba

••Museu da Ciência R. João Cyrillo s/n João Pessoa – PB site: <www.joaopessoa.pb.gov.br/ estacaocabobranco/museudaciencia/>

282


••Planetário da Fundação Espaço Cultural da Paraíba

••Planetário de Parnamirim Av. Castor Vieira Régis s/n

Av. Abdias Gomes de Almeida, 800

Parnamirim – RN

João Pessoa – PB

e-mail: planetario@parnamirim.rn. gov.com.br

e-mail: planetario@funesc.com.br

Pernambuco

••Espaço Ciência

Complexo de Salgadinho – Parque Memorial Arcoverde, Parque 2 Olinda – PE e-mail: comunicacaoec@gmail.com site: <www.espacociencia.pe.gov.br/>

Rio Grande do Norte

••Museu de Ciências Morfológicas

site: <http://planetario.parnamirim. rn.gov.br/>

Sergipe

••Casa de Ciência e Tecnologia da

Cidade de Aracaju – Galileu Galilei Av. Oviêdo Teixeira, 51 Aracaju – SE e-mail: ccteca.planetario@yahoo.com.br site: <www.cctecaplanetario.blogspot. com/>

Av. Senador Salgado, 3 000

Natal – RN e-mail: mcm@cb.ufrn.br site: <www.mcm.cb.ufrn.br>

Região Centro-Oeste Distrito Federal

Goiás

••Museu de Anatomia Humana

••Planetário da Universidade Federal

Campus Universitário Darcy Ribeiro, Asa Norte

de Goiás

Av. Contorno, 900

Brasília – DF

Goiânia – GO

e-mail: mah@unb.br

site: <www.planetario.ufg.br>

••Planetário de Brasília

Setor de Difusão Cultural, Via N1 (Eixo Monumental) Brasília – DF site: <www.sect.df.gov.br/ planetariodebrasilia/sobreoplanetario.html>

Mato Grosso do Sul

••Observatório Solar Indígena Rod. Dourados Itahum, km 12 Dourados – MS e-mail: psilva@uems.br

Região Sudeste Espírito Santo

••Museu de Ciências da Vida Av. Fernando Ferrari, 514 Vitória – ES e-mail: ufes.mcv@gmail.com site: <www.mcv.ufes.br/acervo>

••Observatório Astronômico da

Universidade Federal do Espírito Santo Av. Fernando Ferrari, 514 Vitória – ES site: <www.cce.ufes.br/observatorio/ atividades.html>

283

g18_ftd_lt_1nob_zfinais_282a288.indd 283

31/5/16 8:52 PM


Minas Gerais

••Centro de Ciências da

••Estação Biologia R. do Matão, 277

Universidade Federal de Juiz de Fora

São Paulo – SP

R. Visconde Mauá, 300

site: <www.ib.usp.br/estacaobiologia/ atividades/>

Juiz de Fora – MG site: <www.ufjf.br/centrodeciencias/>

••

e-mail: estacaobiologia@ib.usp.br

••Museu de Anatomia

Museu de Ciências Morfológicas da Universidade Federal de Minas Gerais

Distrito de Rubião Jr s/n

Av. Antônio Carlos, 6 627

site: <www.ibb.unesp.br/#!/museu-escola/ visitas-didaticas>

Belo Horizonte – MG site: <www.ufmg.br/rededemuseus/mcm/ site/index.php?option=com_frontpage& Itemid=1>

••Observatório Astronômico

Frei Rosário e Planetário de Belo Horizonte Caeté – MG. e-mail: astrovis@fisica.ufmg.br site: <www.observatorio.ufmg.br/ publico.htm>

••Observatório do Pico Dos Dias Itajubá – MG

site: <www.lna.br/opd/opd.html>

Rio de Janeiro

••Fundação Planetária da Cidade do Rio De Janeiro

R. Vice-Governador Rubens Berardo, 100 Rio de Janeiro – RJ site: <www.planetariodorio.com.br>

••Observatório Jiri Vlcek

R. Coronel Walter Kramer, 357 Campos dos Goytacazes – RJ e-mail: crisnfer@iff.edu.br

Botucatu – SP e-mail: anatomia@ibb.unesp.br

••Museu de Anatomia Humana Av. Prof. Lineu Prestes, 2 415 São Paulo – SP e-mail: musanato@icb.usp.br site: <www.icb.usp.br/museu/>

••Observatório Abrahão de Moraes R. do Observatório s/n Valinhos – SP e-mail: observatorio@iag.usp.br site: www.observatorio.iag.usp.br/

••Observatório Astronômico Dietrich Schiel Av. Dr. Carlos Botelho, 1 465 São Carlos – SP e-mail: cda@cdcc.usp.br site: <www.cdcc.sc.usp.br/cda/index.html>

••Observatório Astronômico do Instituto de Aeronáutica e Espaço

Praça Mal. Eduardo Gomes, 50 São José dos Campos – SP e-mail: observatorio.astronomico@iae.cta.br site: <www.iae.cta.br/observatorio/>

••Observatório do Centro Integrado de Ciência e Cultura

São Paulo

Av. João Batista Vetorazzo, 500

••Catavento Cultural e Educacional

São José do Rio Preto – SP

Av. Mercúrio s/n São Paulo – SP

site: <www.cataventocultural. org.br/home>

284

site: <www.riopreturelazer.com.br/ estabelecimentodetalhesc-cultural6-centro+integrado+de+ciencia+e+ cultura-650>


••Parque de Ciência e Tecnologia da Universidade de São Paulo

••Planetário Municipal Prof. Benedito Rela R. Antonio Ferraz Costa s/n

Av. Miguel Stéfano, 4 200

Itatiba – SP

São Paulo – SP

e-mail: ecienciasitatiba@gmail.com

e-mail: parquecientec@usp.br

site: <www.itatiba.sp.gov.br/Programas-eProjetos/planetario-municipal-qprofbenedito-relaq.html>

site: <www.parquecientec.usp.br/>

Região Sul Paraná

••Museu Professor Carlos da Costa Branco

Rod. Celso Garcia Cid, PR 445, km 380 Londrina – PR e-mail: anatomia@uel.br site: <www.uel.br/ccb/anat/ pages/museu-didatico-professorcarlos-c.-branco.php>

••Observatório Astronômico Andrômeda

R. Otília Suzana Schiel s/n União da Vitória – PR

••Observatório Astronômico da

Universidade Estadual de Londrina Rod. Celso Garcia Cid, PR 445, km 380 Londrina – PR site: <www.uel.br/cce/mct/observatorio/ index.htm>

••Observatório Astronômico e Planetário do Colégio Estadual do Paraná Av. João Gualberto, 250 Curitiba – PR e-mail: oacep@cep.pr.gov.br site: <www.cep.pr.gov.br/modules/ conteudo/conteudo.php?conteudo=90>

Rio Grande do Sul

••Laboratório de Astronomia da

Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul Av. Ipiranga, 6 681 Porto Alegre – RS

site: <www3.pucrs.br/portal/ page/portal/fafisuni/fafisuniCapa/ fafisuniAstronomia>

••Observatório Astronômico da

Universidade Federal do Rio Grande do Sul Av. Osvaldo Aranha s/n Porto Alegre – RS e-mail: astro@ufrgs.br site: <www.if.ufrgs.br/observatorio/ index.html>

••Planetário da Universidade de Caxias do Sul

R. Francisco Getúlio Vargas, 1 130 Caxias do Sul – RS site: <www.ucsminhaescolha.com.br/ noticias/931/planetario-da-ucs-aproxima-aastronomia-dos-alunos-e-da-comunidadeem-geral>

••Planetário da Universidade Federal de Santa Maria e Museu Interativo de Astronomia Praça Santos Dumont, prédio 45 Santa Maria – RS site: <www.ufsm.br/planetario>

Santa Catarina

••Observatório Astronômico da

Universidade Federal de Santa Catarina R. Roberto Sampaio Gonzaga s/n Florianópolis – SC e-mail: planetar@cfh.ufsc.br site: <http://observatorio.ufsc.br/>

••Observatório Municipal Astronômico Domingos Forlin R. Brasil, 883 Videira – SC e-mail: observatoriovideira@hotmail.com site: <www.videira.sc.gov.br/site/conteudo_ sec_turismo_cultura_atrativos_ observatorio.php>

285


Bibliografia ALBERTS, Bruce et al. Biologia molecular da célula. 5. ed. Porto Alegre: Artmed, 2010. ATTENBOROUGH, David. A vida na Terra. São Paulo: Martins Fontes, 1990. CAMPBELL, Neil A.; REECE, Jane B. Biology. 8. ed. San Francisco: Pearson Benjamin Cummings, 2008. CANIATO, Rodolpho. O que é Astronomia. São Paulo: Brasiliense, 1989. CARLSON, Bruce M. Embriologia humana e Biologia do desenvolvimento. 5. ed. Rio de Janeiro: Elsevier, 2014. CARVALHO, Anna Maria Pessoa de (Org.) et al. Ensino de Ciências: unindo a pesquisa e a prática. São Paulo: Pioneira Thomson Learning, 2004. DÂNGELO, José G.; FATTINI, Carlo Américo. Anatomia humana básica. São Paulo: Atheneu, 2006. DELERUE, Alberto. O Sistema Solar. Rio de Janeiro: Ediouro, 2002. DELIZOICOV, Demétrio et al. Metodologia do Ensino de Ciências. 3. ed. São Paulo: Cortez, 2009. DURAN, José Enrique Rodas. Biofísica: conceitos e aplicações. 2. ed. São Paulo: Pearson, 2011. FIGUEIRÓ, Mary Neide Damico. Homossexualidade e educação sexual: construindo o respeito à diversidade. Londrina: Editora da Universidade Estadual de Londrina, 2007. FURLANI, Jimena. Educação sexual na sala de aula: relações de gênero, orientação sexual e igualdade étnico-racial numa proposta de respeito às diferenças. Belo Horizonte: Autêntica, 2011. GARCIA, Sonia Maria Lauer de; FERNANDÉZ, Casimiro García. Embriologia. 3. ed. Porto Alegre: Artmed, 2012. GARTNER, Leslie P.; HIATT, J. L. Tratado de Histologia. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 1999. GRIFFITHS, Anthony J. F. et al. Introdução à Genética. 9. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2008. GUYTON, Arthur C. Tratado de Fisiologia Médica. 8. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 1992. HERLIHY, Barbara; MAEBIUS, Nancy K. Anatomia e Fisiologia do corpo humano saudável e enfermo. Barueri: Manole, 2002. JUNQUEIRA, Luiz Carlos Uchôa; CARNEIRO, José. Biologia celular e molecular. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2005. . Histologia básica. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2004. KRASILCHIK, Myriam. Prática do Ensino de Biologia. 4. ed. São Paulo: Editora da Universidade de São Paulo, 2008. MARZOCCO, Anita; TORRES, Bayardo Baptista. Bioquímica básica. 3. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2007. MAYR, Ernst. Isto é Biologia: a ciência do mundo vivo. São Paulo: Companhia das Letras, 2008.

286


McALESTER, A. Lee. História geológica da vida. São Paulo: Edgard Blücher, 1999. MILLER Jr., G. Tyler. Ciência Ambiental. São Paulo: Cengage Learning, 2006. MOORE, Keith L.; PERSAUD, T. V. N. Embriologia básica. 6. ed. Rio de Janeiro: Elsevier, 2004. MOURÃO, Ronaldo Rogério de Freitas. Dicionário enciclopédico de Astronomia e Astronáutica. 2. ed. Rio de Janeiro: Nova Fronteira, 1995. NELSON, David L.; COX, Michael M. Princípios de Bioquímica de Lehninger. 5. ed. Porto Alegre: Artmed, 2011. PARKER, Steve. O livro do corpo humano. Londres/São Paulo: DK/Ciranda Cultural, 2007. PAULSEN, Friedrich; WASCHKE, Jens. Sobotta: atlas de Anatomia humana. 23. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2012. 3 v. PINTO, Ênio Brito. Orientação sexual na escola: a importância da Psicopedagogia nessa nova realidade. São Paulo: Gente, 1999. PRESS, Frank et al. Para entender a Terra. 4. ed. Porto Alegre: Bookman Editora, 2006. PURVES, William K. et al. Vida: a ciência da Biologia. Porto Alegre: Artmed, 2002. RAVEN, Peter H. Biologia vegetal. 6. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2001. ROCHA, Julio César. Introdução à Química Ambiental. 2. ed. Porto Alegre: Bookman Editora, 2009. RONAN, Colin A. História ilustrada da Ciência. Rio de Janeiro: Zahar, 2002. 4 v. SNUSTAD, D. Peter; SIMMONS, Michael J. Fundamentos de Genética. 2. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2001. SUPLICY, Marta. Papai, mamãe e eu: o desenvolvimento sexual da criança de zero a dez anos. São Paulo: FTD, 1999. TORTORA, Gerard J. Corpo humano: fundamentos de Anatomia e Fisiologia. 4. ed. Porto Alegre: Artmed, 2000. VINAY, Kumar. Robbins: Patologia básica. Rio de Janeiro: Elsevier, 2013. WEISSMANN, Hilda (Org.) et al. Didática das Ciências Naturais: contribuições e reflexões. Porto Alegre: Artmed, 1998.

287

g18_ftd_lt_1nob_zfinais_282a288.indd 287

31/5/16 8:54 PM


Lista de siglas Enem Exame Nacional do Ensino Médio Fatec Faculdade de Tecnologia Fuvest-SP Fundação Universitária para o Vestibular PUCPR Pontifícia Universidade Católica do Paraná Udesc Universidade do Estado de Santa Catarina UEM-PR Universidade Estadual de Maringá Uerj Universidade do Estado do Rio de Janeiro UFG-GO Universidade Federal de Goiás UFGD-MS Universidade Federal da Grande Dourados Ufla-MG Universidade Federal de Lavras UFMG Universidade Federal de Minas Gerais UFMT Fundação Universidade Federal de Mato Grosso UFPA Universidade Federal do Pará UFPB Universidade Federal da Paraíba UFPR Universidade Federal do Paraná UFRN Universidade Federal do Rio Grande do Norte UFSC Universidade Federal de Santa Catarina UFSCar-SP Fundação Universidade Federal de São Carlos UFSM-RS Universidade Federal de Santa Maria UFV-MG Fundação Universidade Federal de Viçosa Unicamp-SP Universidade Estadual de Campinas Unifal-MG Universidade Federal de Alfenas

288

Contato biologia 1  
Contato biologia 1