3s- 4804779 biologia-suplemento-de-apoio-do-professor-manual-3

SUPLEMENTO PARA O

PROFESSOR

MANUAL_BIO_1_PNLEM_001_033 18.06.2005, 13:001

MANUAL_BIO_3_PNLEM_A 18.06.2005, 12:292

SumárioApresentação da obra, 5

Estrutura geral da coleção, 5

Organização dos capítulos, 6Texto e imagens, 6

Quadros temáticos, 6

Leitura, 6

Atividades, 6

Bibliografia, respostas, nova nomenclatura anatômica,índice remissivo, 7

Sugestões para utilizar esta obracomo instrumento deaprendizagem e avaliação, 7

Orientação de leitura, 7

Conhecimentos prévios dos estudantes, 7

Ligações com o cotidiano, 7

Integração da Biologia com outras disciplinas, 7

Atividades didáticas, 8

Utilização dos mapas de conceitos, 8

Destaques temáticos, objetivosde ensino e sugestões para estevolume, 8

PARTE I - Genética, 9Capítulo 1 – As origens da Genética, 9

Capítulo 2 – Lei da segregação genética, 9

Capítulo 3 – Relação entre genótipo e fenótipo, 9

Capítulo 4 – Lei da segregação independente dosgenes, 10

Capítulo 5 – O mapeamento dos genes noscromossomos, 10

Capítulo 6 – Herança e sexo, 10

Capítulo 7 – Do genótipo ao fenótipo: como seexpressam os genes, 10

Capítulo 8 – Aplicações do conhecimento genético, 10

Sugestões de atividades complementares, 11

Exemplos de mapas de conceitos, 11

PARTE II – Evolução biológica, 11Capítulo 9 – Breve história das idéias evolucionistas, 11

Capítulo 10 – Teoria moderna da evolução, 11

Capítulo 11 – Origem das espécies e dos grandesgrupos de seres vivos, 11

Capítulo 12 – Evolução humana, 12


Exemplo de mapas de conceitos, 12

PARTE III – Ecologia, 12Capítulo 13 – Fundamentos da Ecologia, 12

Capítulo 14 – Energia e matéria nos ecossistemas, 12

Capítulo 15 – Dinâmica das populações biológicas, 12

Capítulo 16 – Relações ecológicas entre seres vivos, 13

Capítulo 17 – Sucessão ecológica e biomas, 13

Capítulo 18 – Humanidade e ambiente, 13



Atividades complementares, 13

Anexo - Páginas para fotocopiar, 21

Trabalhando com mapas deconceitos, 28


Respostas às questões dasatividades, 39

Capítulo 1 39

Capítulo 2 40

Capítulo 3 41

Capítulo 4 44

Capítulo 5 46

Capítulo 6 48

Capítulo 7 50

Capítulo 8 52

Capítulo 9 54

Capítulo 10 56

Capítulo 11 59

Capítulo 12 62

Capítulo 13 65

Capítulo 14 66

Capítulo 15 69

Capítulo 16 70

Capítulo 17 72

Capítulo 18 76


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ESTRUTURA GERAL DA COLEÇÃO

Apresentação da obraIdealizamos esta coleção como ferramenta de estudo e de consulta voltada ao ensino

médio, visando a atender diversas opções de conteúdo adotadas pelos professores brasilei-ros. A amplitude dos assuntos tratados, além de refletir o alentado arcabouço conceitual dasciências biológicas, procura contemplar temas que nossas pesquisas indicam serem os prefe-ridos pela maioria dos(as) colegas.

Entendemos o livro didático como um instrumento flexível, que deve servir de fonte deinformação confiável e atualizada e também propor atividades e exercícios capazes de esti-mular e de promover a aprendizagem. Para ser um apoio efetivo nesse sentido, procuramosapresentar livros com texto bem estruturado, ilustrado e explicativo, capazes de influenciar odesenvolvimento da capacidade de leitura e de organização do pensamento, além de com-por harmoniosamente textos e imagens, de modo a convidar os estudantes a vencer osdesafios inerentes à aquisição de novos conhecimentos. Foi com essas perspectivas que ela-boramos esta coleção em três volumes.

Esperamos que a obra leve os estudantes a compreender os conceitos fundamentais emBiologia e facilite sua ligação aos fatos do cotidiano; esperamos também que eles percebamo quanto as ciências biológicas têm sido importantes para a humanidade e seu grande poten-cial para novas descobertas que se delineia neste século XXI. Nossa expectativa é que cadaprofessor possa utilizar esta obra da melhor maneira possível, de acordo com a disponibili-dade de sua carga horária e de seus objetivos de aprendizagem.

Estrutura geral da coleçãoA obra aborda diferentes níveis de organização da vida: as células, os organismos e as

populações. Procuramos incorporar, aos conceitos tradicionalmente tratados no ensino médio,as muitas novidades da Biologia da última década, de modo a levar os estudantes a conhecere acompanhar os grandes debates científicos da atualidade.

O Volume 1 focaliza o nível celular de organização da vida, relacionando-o com o níveldas moléculas e também com o dos tecidos. Os principais assuntos tratados no volume são:

a. as características típicas do fenômeno vida e as teorias atuais sobre a origem da vida emnosso planeta;

b. estrutura e função nas células vivas (Citologia) e organização celular dos tecidos animais(Histologia);

c. aspectos gerais da reprodução, dos ciclos de vida e do desenvolvimento animal (Reprodu-ção e Embriologia).

O Volume 2 aborda a vida no nível dos organismos, estudando sua diversidade, anato-mia e fisiologia. Os principais assuntos tratados no volume são:

a. noções básicas de Sistemática, com destaque para a classificação biológica;

b. estudo sistemático dos principais representantes dos grandes reinos de seres vivos;

c. anatomia e fisiologia de plantas e animais, com ênfase nas plantas angiospermas e noorganismo humano.

O Volume 3 trata de conceitos e processos relacionados mais diretamente com o nívelpopulacional de organização dos seres vivos, estudando-o sob os pontos de vista da Genéti-ca, da Evolução Biológica e da Ecologia. Os principais assuntos tratados no volume são:

a. aspectos históricos e modernos da Genética, de Gregor Mendel até os recentes avançosno conhecimento genético e suas aplicações;

b. aspectos históricos e modernos das teorias de evolução biológica, de Darwin à modernateoria evolucionista, com ênfase na evolução da espécie humana;

c. conceitos fundamentais de Ecologia e de Educação Ambiental.

Em cada capítulo, o conteúdo é apresentado por meio de um texto integrado a fotos,ilustrações e esquemas, além de Quadros temáticos, Leitura e Atividades.


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Organização dos capítulosTexto e imagens

A linguagem empregada na obra procura aliar a precisão conceitual da comunica-ção científica à clareza didática. Sempre que possível utilizamos analogias e compara-ções, exemplificando com assuntos do cotidiano, de modo a tornar conceitos e fenôme-nos biológicos mais concretos para os estudantes.

As imagens são fundamentais para a compreensão mais ampla dos assuntos, e suaslegendas complementam o texto básico. Além das fotografias, há esquemas com com-parações didáticas e sínteses conceituais e, nesse caso, é importante levar os alunos aperceber os elementos em diferentes escalas e em cores-fantasia.

Quadros temáticosCada capítulo pode conter um ou mais quadros temáticos em que determinados

assuntos – aprofundamentos, aspectos históricos, novidades científicas e tecnológicasetc. – são apresentados paralelamente ao desenvolvimento do conteúdo explicativoseqüencial. Os quadros temáticos possibilitam que os assuntos específicos neles tratadospossam ser utilizados em diferentes momentos da aprendizagem, a critério do professor,garantindo maior flexibilidade no trabalho com o texto didático.

LeituraAo final de cada capítulo há um item denominado Leitura, em que é apresentado

um texto selecionado de livros, revistas científicas, jornais ou da internet. Um dos objeti-vos da Leitura é fornecer aos estudantes textos de diferentes autores, com diferentesenfoques para assuntos tratados no capítulo. O trabalho com o item Leitura pode prece-der o estudo do capítulo, servindo de problematização e de referência para os conceitose processos tratados no texto básico. A partir do texto da Leitura é possível tambémsolicitar aos estudantes, como atividade de pesquisa, que encontrem textos sobre o mesmotema em diferentes meios de divulgação

AtividadesApós a Leitura apresentamos um elenco de atividades, dimensionando-o para abran-

ger os assuntos fundamentais do capítulo. As atividades estão divididas em três módulos:Guia de estudo, Questões para pensar e discutir e A Biologia no vestibular. Oprimeiro módulo orienta os estudantes a rever, passo a passo, os principais conceitos eprocessos tratados no capítulo; compõe-se de questões discursivas, cujas respostas sãofornecidas apenas ao professor. O módulo seguinte, Questões para pensar e discutir, trazquestões objetivas e discursivas que desafiam os estudantes a ligar fatos, conceitos eprocessos em situações reais ou simuladas; as respostas dessas questões também sãofornecidas exclusivamente para o professor. O terceiro módulo, A Biologia no vestibular,traz uma seleção das melhores questões de vestibulares sobre os assuntos tratados nocapítulo. Ao trabalhar com essas questões, cujas respostas são fornecidas no Livro doAluno, os estudantes entram em contato com o que se avalia nos diversos exames deingresso ao Ensino Superior.

Sugira aos estudantes que, após a leitura do texto de cada capítulo, sempre façam osexercícios do Guia de estudo. Para facilitar sua utilização, esses exercícios estão divididosem blocos, correspondentes aos itens numerados do capítulo. Estimule os estudantes arever o texto em caso de dúvida em algum exercício. Para que os estudantes possamexplorar mais amplamente os temas do capítulo, solicite que façam as atividades propostasno módulo Questões para pensar e discutir, em que são apresentadas questões maisdesafiadoras e/ou sugestões de pesquisas e atividades, úteis para discussões de fechamentodos assuntos. O elenco de questões de A Biologia no vestibular pode ser utilizado, a seucritério, tanto após o Guia de estudo como após as Questões para pensar e discutir.

Além de ajudar os alunos a estudar, os diferentes módulos de atividades podem serutilizados pelo professor como instrumentos de avaliação da aprendizagem, em especialo Guia de estudo e as Questões para pensar e discutir, cujas respostas são fornecidasexclusivamente no livro do professor.


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SUGESTÕES PARA A UTILIZAÇÃO DA OBRA

Bibliografia, respostas, nova nomenclatura anatômica,índice remissivo

Após o último capítulo de cada volume, no Livro do Aluno, apresentamos, em seqüên-cia: a) a principal bibliografia consultada na elaboração do livro; b) as respostas às questõesdo módulo A Biologia no vestibular; c) uma tabela com as principais alterações na nomencla-tura do corpo humano sugeridas pela mais recente Nomina Anatomica; d) índice remissivo.

Sugerimos que o(a)s colegas professore(a)s estimulem a utilização do índice remissi-vo pelos estudantes, tanto para localizar rapidamente assuntos no texto como para rela-cionar informações de diferentes temas. Isso pode familiarizá-los com obras de consulta.

Sugestões para utilizar esta obra comoinstrumento de aprendizagem e avaliação

Orientação de leituraPara habituar os estudantes à estrutura do livro didático, de modo que este se torne

um verdadeiro aliado nos estudos, sugerimos aos(às) colegas professore(a)s que sempreorientem os estudantes para a leitura do texto selecionando e indicando trechos paraserem lidos antes, durante ou após a aula. Um diálogo aberto sobre os objetivos a seremalcançados com o estudo do capítulo pode facilitar a comunicação com os estudantes,estimulando-os a dividir com o(a) professor(a) a responsabilidade por sua aprendizagem.Chambliss, M. J. e Calfee, R. C., no livro Textbooks for Learning (Malden, Massachussets,Blackwell Publishers Inc., 1998), propõem questões a serem levantadas em situaçõescomo essa, tais como:� Que informações do texto se relacionam com algo que você conhece?� Que partes do texto você considera mais interessantes?� Como você resumiria o que aprendeu na leitura do texto?� Daqui a um mês, o que você acha que poderá lembrar do texto?� Se você for discutir o assunto do texto com outras pessoas, que idéias, argumentos eexemplos utilizaria?

Conhecimentos prévios dos estudantesDiversas correntes pedagógicas destacam a importância de se levantar os conheci-

mentos prévios dos estudantes, tanto suas concepções baseadas no senso comum,como conceitos aprendidos em ciclos escolares anteriores e que são pré-requisitos paraconstruir e ancorar os novos conhecimentos. Vale a pena investir algum tempo paralevantar e discutir os conceitos sobre os seres vivos e sobre seu próprio corpo que osestudantes trazem em sua bagagem de conhecimentos e ajudá-los a analisar suas con-cepções e a adquirir outras, fundamentadas no conhecimento científico. Em geral, apre-sentar os objetivos do estudo do capítulo e discutir com os estudantes as idéias que elestêm a respeito do tema é suficiente para detectar conceitos que vão exigir mais discus-sões e explicações.

Ligações com o cotidianoA idéia de ligar o que se aprende na escola ao mundo aparece em muitos dos obje-

tivos sugeridos para cada capítulo e volume em que se encontram. Os estudantes geral-mente se motivam a aprender quando percebem conexões entre fatos próximos à suavida e conteúdos estudados na escola. Isso fica evidente no interesse que eles manifes-tam em conteúdos referentes a saúde, higiene, questões sobre reprodução, contracepçãoe DSTs, por exemplo. Assuntos veiculados pela imprensa podem ser utilizados comoinstrumentos de problematização de conteúdos. Jornais e revistas costumam ter seçõesespecializadas em ciências; é possível estabelecer, na classe, uma rotina para acompa-nhar notícias de interesse científico, que podem ser apresentadas em um mural, porexemplo. Os textos da Leitura apresentados ao final de cada capítulo do livro tambémpodem ser empregados para tal finalidade.


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ESTRUTURA GERAL DA COLEÇÃODESTAQUES TEMÁTICOS, OBJETIVOS E SUGESTÕES

Integração da Biologia com outras disciplinasModernas tendências pedagógicas apontam a integração interdisciplinar como

uma importante estratégia de ensino. Por um lado, o(a)s professore(a)s das diferentesdisciplinas complementam informações, trocam idéias e desenvolvem o trabalho emequipe. Os estudantes percebem mais facilmente as relações entre os diferentes fenô-menos da natureza quando estudam os mesmos conceitos em diferentes disciplinas.Considere a possibilidade de integração interdisciplinar formal ou informal e, se possível,que se inclua no planejamento ao menos uma atividade de integração interdisciplinar.

Atividades didáticasO aprendizado requer participação ativa dos estudantes. Atividades de pesquisa

bibliográfica, seminários, aulas práticas e estudos do meio, entre outras estratégiaspedagógicas, podem tornar altamente dinâmico e motivador um curso de Biologia.A partir da página 14 deste suplemento sugerimos algumas atividades complemen-tares relacionadas aos conteúdos tratados neste volume. Somadas ou adaptadas àsdo repertório do próprio(a) professor(a), essas atividades podem motivar os estudan-tes e ajudá-los a se apropriar de novos conhecimentos e habilidades desejadas.

Utilização dos mapas de conceitosIdentificar os conceitos básicos apresentados no texto de cada capítulo constitui um

aspecto importante do processo de ensino-aprendizagem. Se o(a) professor(a) dispõe depoucas aulas semanais para desenvolver o conteúdo, pode ser melhor destacar os con-ceitos mais importantes, deixando em segundo plano aspectos de detalhamento outemas não-pertinentes aos objetivos didáticos que se deseja alcançar.

Uma das maneiras de trabalhar criteriosamente com conceitos é por meio da elabo-ração de mapas de conceitos. Trata-se de uma estratégia didática que é muito útiltambém no planejamento de unidades didáticas e na preparação de aulas. Um mapa deconceitos consiste de um conjunto de conceitos interligados por palavras de ligação, queidentificam o tipo de relação que há entre eles. Embora simples em sua concepção, osmapas de conceitos constituem-se em uma ferramenta poderosa para o processo deensino-aprendizagem e para a avaliação da aprendizagem.

Para o(a)s professor(a)s que desejarem se aprofundar no assunto, apresentamos, napágina 38, um texto sobre os princípios de construção de mapas de conceitos, acompa-nhado de bibliografia suplementar e de exemplos de mapas de conceitos referentes aassuntos tratados no volume.

Destaques temáticos, objetivos de ensino esugestões para este volume

A seguir apresentamos os destaques temáticos e os principais objetivos de ensino de cadacapítulo deste volume. Apresentamos também sugestões de atividades complementares eexemplos de mapas de conceitos relativos aos assuntos tratados em cada parte do volume.

Destaques temáticos e objetivos de ensinoOs destaques temáticos são apresentados na forma de uma breve sinopse dos temas de

cada capítulo, acompanhada dos principais objetivos que tivemos em mente ao elaborá-los.

Os objetivos foram divididos em duas categorias: objetivos gerais, referentes ao desen-volvimento de conhecimentos, habilidades e valores que ultrapassam os limites da Biologia,e objetivos didáticos, mais específicos, que se referem ao desenvolvimento de conheci-mentos e habilidades específicas de Biologia.

Um exemplo de objetivo geral é: Valorizar os aspectos históricos da ciência, tais como osrelativos ao desenvolvimento da Genética, reconhecendo que os avanços científicos de umaépoca dependem de conhecimentos desenvolvidos em épocas anteriores.

Um exemplo de objetivo didático é: Caracterizar alelos como formas diferentes de ummesmo gene e conceituar os seguintes termos: alelo dominante, alelo recessivo, indivíduohomozigótico, indivíduo heterozigótico, dominância incompleta e co-dominância.


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PARTE I - GENÉTICA� Objetivos gerais para todos os capítulos desta parte

Valorizar os aspectos históricos da ciência, tais como os rela-tivos ao desenvolvimento da Genética, reconhecendo queos avanços científicos de uma época dependem de conheci-mentos desenvolvidos em épocas anteriores.

Compreender que a herança biológica se baseia na trans-missão de informações hereditárias – os genes – de geraçãoa geração, o que possibilita reflexões sobre a continuidadeda vida e sobre a natureza das relações entre os seres vivosao longo do tempo.

Compreender os princípios teóricos que explicam a hereditarie-dade e as variações nas manifestações genéticas; utilizar essesconhecimentos para entender situações reais, como casos queenvolvem genes letais, características genéticas humanas deinteresse médico e determinação do sexo, e para atuar positi-vamente na prevenção e no tratamento de certas doenças queocorrem em casos de incompatibilidade genética.

Capítulo 1 – As origens da Genética

� Destaques temáticos

Discute algumas idéias antigas sobre hereditariedade, como apangênese de Hipócrates, os escritos de Aristóteles sobre aherança biológica e a polêmica entre os defensores das teoriasda pré-formação e da epigênese. Apresenta uma breve históriados conhecimentos essenciais à compreensão da hereditarie-dade: o papel dos gametas na fecundação, dos cromossomos,da mitose e da meiose. Mostra os principais avanços e marcoshistóricos relacionados à Genética no século XX.

� Sugestões de objetivos didáticos

Compreender a hipótese da pangênese de Hipócrates e ex-plicar por que Aristóteles se opunha a ela.

Explicar os pontos centrais das teorias da pré-formação e daepigênese, comparando-os.

Estar informado sobre como foram descobertos os gametase em que época isso ocorreu.

Conceituar mitose e descrever sucintamente o processo, re-presentando-o simplificadamente por meio de esquemas eilustrações.

Conceituar meiose e descrever sucintamente o processo,representando-o simplificadamente por meio de esquemase ilustrações.


Se desejar, utilize os objetivos que sugerimos para cada capítulo em seu planejamento ecomo parâmetro de avaliação, adequando-os às suas necessidades.

Sugestões de atividades complementaresPara auxiliar o(a) professor(a) em sua tarefa de obter participação mais ativa dos estu-

dantes no processo de aprendizagem, reunimos neste suplemento sugestões de atividadescomplementares de diferentes tipos: pesquisas bibliográficas, seminários, aulas de laborató-rio, estudos do meio e montagens, entre outras estratégias pedagógicas. Se desejar, utilizeessas atividades em complementação àquelas presentes no livro do estudante.

Mapas de conceitosOs mapas de conceitos são construções pessoais e contextuais, de modo que sua utiliza-

ção mais produtiva como ferramenta pedagógica é produzir os próprios mapas. Entretanto,analisar e avaliar mapas de conceitos já prontos é um excelente ponto de partida para aelaboração de mapas conceituais próprios. Assim, neste suplemento, após a sugestão deatividades complementares, apresentamos alguns exemplos de mapas de conceitos envol-vendo os principais conceitos tratados nos capítulos. Se desejar, utilize os mapas sugeridoscomo base para discussão com os estudantes, que podem modificá-los ou ampliá-los, de-pendendo dos conceitos tratados e dos objetivos almejados.

Capítulo 2 – Lei da segregação genética


Apresenta a parte do trabalho de Gregor Mendel referenteà lei da segregação. Discute as bases celulares da segrega-ção dos fatores genéticos. Apresenta exemplos de herançamonogênica.


Explicar como a segregação dos cromossomos homólogosna meiose determina a separação (segregação) dos alelosde um gene.

Representar, por meio de esquemas ou modelos, a separa-ção (segregação) dos cromossomos e dos alelos de um genena meiose.

Conceituar herança monogênica, ou monoibridismo.

Compreender os princípios de construção do quadrado dePunnett, aplicando-os na solução de problemas sobre he-rança monogênica.

Capítulo 3 – Relação entre genótipo e fenótipo


Discute os conceitos de fenótipo e de genótipo e a determi-nação do genótipo de indivíduos com fenótipo dominantepor meio de cruzamento-teste. Apresenta o conceito deheredograma e os princípios básicos de sua construção. Dis-cute os diferentes modos de interação entre alelos de ummesmo gene, distinguindo herança recessiva, herança do-minante, dominância incompleta e co-dominância. Conceituae discute exemplos de pleiotropia, de alelos letais e de alelosmúltiplos. Discute as variações no modo de expressão dosgenes, conceituando variação descontínua, norma de rea-ção, penetrância e expressividade dos genes. Apresenta agenética dos principais sistemas de grupos sangüíneos hu-manos: ABO, Rh e MN. Trabalha as noções fundamentais deprobabilidade aplicadas à Genética.


Conceituar genótipo e explicar sua relação com o fenótipo.

Explicar a utilidade dos cruzamentos-teste.

Caracterizar alelos como formas diferentes de um mesmogene e conceituar os seguintes termos: alelo dominante, alelorecessivo, indivíduo homozigótico, indivíduo heterozigótico,dominância incompleta e co-dominância.

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Relacionar dominância, segregação dos alelos e combina-ção dos gametas ao acaso com as proporções obtidas noscruzamentos genéticos que envolvem um gene.

Conceituar pleiotropia, alelos letais e alelos múltiplos.

Compreender variações no modo de expressão dos genes:variação descontínua, norma de reação dos genes, penetrânciagênica e expressividade gênica.

Conhecer o sistema de grupos sangüíneos ABO, compreen-dendo os princípios envolvidos na incompatibilidade entrecertos tipos sangüíneos.

Conhecer a determinação genética do sistema de grupossangüíneos Rh, compreendendo os princípios envolvidos naincompatibilidade entre mãe e feto responsável pelaeritroblastose fetal.

Conhecer a determinação genética dos tipos sangüíneos huma-nos (ABO, MN e Rh) e resolver problemas sobre esse assunto.

Aplicar conhecimentos relativos à segregação de um par dealelos e à probabilidade na resolução de problemas envol-vendo cruzamentos genéticos.

Capítulo 4 – Lei da segregação independentedos genes


Discute o conceito de segregação independente e o fato deesse fenômeno ser conseqüência da segregação independentedos pares de cromossomos homólogos na meiose. Apresentaexemplos de segregação independente em diferentes organis-mos. Discute e exemplifica o conceito de interação gênica, ana-lisando as proporções fenotípicas em cruzamentos que envol-vem diversos tipos de interação. Discute os princípios da he-rança quantitativa, ou poligênica, e as explicações mais recen-tes sobre a herança da cor dos olhos na espécie humana.


Compreender por que a segregação independente doscromossomos homólogos na meiose determina a proporção1 : 1 : 1 : 1 dos quatro tipos de gameta (1/4 AB : 1/4 Ab:1/4 aB : 1/4 ab) formados por um indivíduo duploheterozigótico (AaBb).

Representar, por meio de esquemas ou modelos, a segrega-ção independente de dois pares de alelos localizados emdois pares de cromossomos homólogos.

Relacionar os conceitos de dominância, segregação indepen-dente de alelos e combinação ao acaso dos gametas com asproporções obtidas nos cruzamentos genéticos que envol-vem dois genes com segregação independente.

Aplicar conhecimentos relativos à segregação independentede dois pares de alelos e à probabilidade na resolução deproblemas que envolvem cruzamentos genéticos.

Compreender que certas características são determinadaspela ação conjunta de alelos de diferentes genes (interaçãogênica); explicar e exemplificar genes com segregação inde-pendente que interagem na determinação de uma únicacaracterística (cor da plumagem em periquitos, forma dacrista em galinhas, cor da pelagem em cães labradores etc.).

Caracterizar herança quantitativa e estar informado sobre aexistência desse tipo de herança na espécie humana.

Reconhecer que as cores castanha, azul e verde do olho hu-mano têm base genética e explicar a relação entre genótipose fenótipos quanto a essa característica.

Capítulo 5 – O mapeamento dos genesnos cromossomos


Discute a descoberta do papel dos cromossomos na herança.Aborda a questão da ligação gênica e explica a recombinaçãoentre genes ligados como conseqüência de permutas entre

cromátides de cromossomos homólogos. Discute os princípiosde construção de mapas genéticos e o significado da unidadede distância entre genes ligados.


Explicar, por meio de esquemas e modelos, a transmissão degenes localizados em um mesmo cromossomo (genes liga-dos), na ausência e na presença de permutação cromossômica.

Compreender os princípios de construção de mapas gênicos combase nas freqüências de recombinação entre genes ligados.

Capítulo 6 – Herança e sexo


Aborda mecanismos genéticos e não-genéticos de determi-nação do sexo. Discute a herança de genes localizados emcromossomos sexuais. Apresenta exemplos de herança liga-da ao cromossomo X na espécie humana: daltonismo,hemofilia e distrofia muscular. Explica a compensação de doseem fêmeas de mamíferos.


Conceituar cromossomo sexual e conhecer os principais sis-temas de determinação cromossômica do sexo: XY, XO, ZWe haplodiplóide.

Compreender e explicar os processos de determinação ge-nética do daltonismo, da hemofilia e da distrofia muscular.

Compreender e explicar o mecanismo de compensação dedose em mamíferos.

Aplicar os conhecimentos relativos à herança de genes locali-zados em cromossomos sexuais e à probabilidade na resolu-ção de problemas que envolvem cruzamentos genéticos.

Capítulo 7 – Do genótipo ao fenótipo: como seexpressam os genes


Apresenta um breve histórico da identificação do DNA comomaterial genético e a elucidação de sua estrutura molecular.Aborda a descoberta do modo de ação dos genes, apresen-tando alguns exemplos de erros inatos do metabolismo:fenilcetonúria, alcaptonúria e albinismo tipo 1. Discute a teo-ria “um gene-uma enzima” e a relação entre genes, RNA eproteínas. Trata dos recentes avanços relativos ao conceitode gene, apresentando as diferenças fundamentais entregenes bacterianos e genes eucarióticos. Discute a organiza-ção interrompida dos genes eucarióticos, com presença deregiões codificadoras (exons) e não-codificadoras (introns),e o mecanismo básico de processamento do RNA no núcleodas células eucarióticas (splicing).


Conhecer a estrutura da molécula de DNA e compreender amaneira pela qual essa substância armazena informação ge-nética.

Explicar, em termos gerais, como os genes determinam ascaracterísticas estruturais e funcionais dos seres vivos pormeio do controle da síntese das proteínas.

Compreender o papel de cada um dos tipos de RNA (RNAmensageiro, RNA transportador e RNA ribossômico) no pro-cesso de síntese de proteínas.

Reconhecer a existência de DNA codificante e de DNA não-codificante e compreender a organização descontínua dosgenes eucarióticos, distinguindo intron e exon.

Capítulo 8 – Aplicações do conhecimento genético


Aborda as principais aplicações do conhecimento genéticona sociedade contemporânea, tais como o melhoramento,

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o aconselhamento genético e prevenção de doenças heredi-tárias. Discute os recentes avanços relativos à genéticamolecular e suas aplicações, como o estudo do DNA pormeio da utilização de enzimas de restrição e da eletroforese,os princípios de identificação de pessoas por meio do DNA,as técnicas fundamentais de clonagem molecular e a produ-ção de organismos transgênicos. Discute o projeto GenomaHumano e explica os fundamentos da técnica deseqüenciamento do DNA.


Compreender como os conhecimentos genéticos podem seraplicados na biotecnologia e no diagnóstico e prevenção dedoenças hereditárias.

Conhecer os princípios básicos da manipulação genética ealgumas de suas principais aplicações, como a identificaçãode pessoas pelo DNA e a clonagem molecular.

Explicar, em linhas gerais, o que são organismos transgênicose compreender as polêmicas que envolvem os possíveis be-nefícios e prejuízos da manipulação genética.

Sugestões de atividades complementares1. Observando traços humanos hereditários (página 13)2. Simulando o comportamento de genes e de cromossomos du-

rante as divisões celulares (página 14)3. Simulando a transmissão de algumas características humanas

(página 15)4. Simulando a ocorrência de recombinação gênica na meiose (pá-

gina 16)5. Simulando uma técnica para identificar pessoas pelo DNA (pá-

gina 17)

Exemplos de mapas de conceitos

1. Alelos múltiplos e grupos sangüíneos (página 31)

2. Ligação gênica (página 32)

3. Herança genética e sexo (página 33)

PARTE II - EVOLUÇÃO BIOLÓGICA�Objetivos para todos os capítulos da Parte II:

evolução biológica

Conhecer as principais evidências da evolução biológica ecompreender os fundamentos da teoria evolucionista mo-derna, o que fornece subsídios para a reflexão sobre ques-tões polêmicas, tais como as relativas às origens da vida e daespécie humana.

Conhecer os fundamentos básicos da história da espéciehumana de acordo com a moderna teoria evolucionista,desde nossos ancestrais mais remotos até hoje, o que per-mite reflexões sobre a origem, o presente e o futuro de nos-sa própria espécie.

Capítulo 9 – Breve história das idéiasevolucionistas

�Destaques temáticos

Apresenta um breve histórico das idéias evolucionistas; alémdo lamarckismo, comenta o desenvolvimento do darwinismoe do conceito de seleção natural. Discute as principais evi-dências da evolução biológica: documentário fóssil; adapta-ção; semelhanças anatômicas, fisiológicas e bioquímicas entreos organismos. Traz ainda um quadro sobre a datação relati-va e absoluta dos fósseis e uma leitura que comenta a ques-tão do criacionismo.

�Sugestões de objetivos didáticos

Conhecer e compreender as principais evidências da evoluçãobiológica: documentário fóssil; adaptação; semelhançasanatômicas, fisiológicas e bioquímicas entre os organismos.

Caracterizar órgãos homólogos e órgãos análogos, reconhe-cendo os primeiros como evidências da evolução biológica eos segundos como resultado da adaptação a ambientes se-melhantes.

Explicar os pontos principais do lamarckismo (uso e desuso etransmissão de características adquiridas) e do darwinismo(seleção natural e diversificação das espécies).

Estar informado sobre os princípios das datações relativa eabsoluta dos fósseis, compreendendo sua importância nateoria evolucionista moderna.

Capítulo 10 – Teoria moderna da evolução


Trata da teoria moderna da evolução, com destaque para osprincipais fatores evolutivos: mutação gênica; recombinaçãogênica; seleção natural. Traz também um quadro que apresen-ta as mutações cromossômicas e seu papel na evolução. Discu-te o conceito de seleção natural e os principais tipos de seleção:estabilizadora, direcional e disruptiva, além da seleção sexual.Comenta a camuflagem, a coloração de aviso e o mimetismo(batesiano e muleriano) como exemplos de adaptação pela se-leção natural. Traz, ainda, o princípio de Hardy-Weinberg e al-guns conceitos da genética de populações, tais como: freqüên-cia gênica, deriva gênica e princípio do fundador.


Reconhecer a mutação gênica e a recombinação gênica comoos principais fatores responsáveis pela variabilidade, sobre aqual atua a seleção natural.

Caracterizar os seguintes tipos de seleção natural: seleçãoestabilizadora; seleção direcional; seleção disruptiva; seleçãosexual.

Explicar a adaptação dos seres vivos pela ação da seleçãonatural, exemplificando com a camuflagem, a coloração deaviso e o mimetismo.

Aplicar os princípios da genética de populações e do equilí-brio gênico para resolver problemas que envolvem cálculosde freqüências gênicas.

Capítulo 11 – Origem das espécies e dos grandesgrupos de seres vivos


Apresenta os conceitos de anagênese e cladogênese e idéi-as recentes sobre a formação de novas espécies (especiação).Comenta os tipos de especiação: alopátrica (dicopátrica eperipátrica) e simpátrica. Discute também o papel do isola-mento reprodutivo na especiação e processos pré-zigóticose pós-zigóticos de isolamento. Apresenta critérios para divi-são do tempo geológico e hipóteses sobre a origem dos prin-cipais grupos de seres vivos.


Definir anagênese e cladogênese.

Conhecer o conceito atual de espécie biológica, reconhe-cendo-a como um grupo de organismos reprodutivamenteisolado de outros grupos (outras espécies).

Explicar, em linhas gerais, o processo de formação de novasespécies e compreender a importância do isolamentoreprodutivo no processo de especiação.

PARTE II — EVOLUÇÃO BIOLÓGICA


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Definir e distinguir especiação alopátrica (dicopátrica eperipátrica) e especiação simpátrica.

Conceituar tempo geológico e suas divisões (eras, períodose épocas), compreendendo os critérios empregados nessasdivisões.

Capítulo 12 – Evolução humana


Apresenta as principais evidências da evolução humana e aclassificação de nossa espécie no reino Animal. Discute as prin-cipais tendências evolutivas na linhagem primata: primeirodedo oponível; visão binocular (estereoscópica); vida familiare cuidados com a prole. Apresenta as recentes descobertasfósseis na ancestralidade humana e os principais estágios da“hominização”: o estágio pré-humano adaptado à vida nasárvores; o estágio de adaptação à savana arbórea(australopitecos); o estágio adaptado à savana arbustiva (gê-nero Homo); a emergência da espécie humana moderna(Homo sapiens). Traz ainda, em um quadro, as recentes hipó-teses sobre o parentesco entre os neandertalenses (“homensde Neandertal”) e a espécie humana. Na leitura, uma notíciasobre a mais recente descoberta de um hominídeo: o Homofloresiensis, extinto há cerca de 12 mil anos.


Conhecer as principais evidências que relacionam evolutiva-mente a espécie humana e seus ancestrais primatas (fósseise semelhanças anatômicas e moleculares).

Conhecer a moderna classificação da espécie humana entreos primatas (ordem Primates, subordem Anthropoidea,infraordem Catarrhini, superfamília Hominoidea, famíliaHominidae, subfamília Homininae, gênero Homo).

Caracterizar e explicar os principais estágios pelos quais te-ria passado a linhagem humana: estágio pré-humano adap-tado à vida arborícola; estágio de adaptação à savanaarbórea (australopitecos); estágio adaptado à savanaarbustiva (gênero Homo); emergência da espécie humanamoderna (Homo sapiens).

Sugestões de atividades complementares6. Produzindo “fósseis” em sala de aula (página 18)

7. Interpretando restos e impressões fósseis (página 18)

8. Construindo um anuário do tempo geológico (página 18)

Exemplo de mapas de conceitos4. Teorias de evolução biológica (página 34)

PARTE III – ECOLOGIA

Capítulo 13 – Fundamentos da Ecologia


Apresenta a Ecologia e conceitua os seguintes níveis de or-ganização ecológica: populações, comunidades, ecossistemase biosfera. Discute os conceitos de hábitat e nicho ecológicoe comenta o princípio de Gause (exclusão competitiva). Apre-senta os conceitos de cadeia e de teia alimentar.

� Objetivos gerais

Conhecer os fundamentos da Ecologia e justificar a impor-tância dos estudos ecológicos para o futuro da humanidade.

Compreender a complexidade das relações entre os seresvivos e o ambiente nos ecossistemas, reconhecendo o altograu de interdependência que há entre os diversos compo-nentes da biosfera.


Compreender e inter-relacionar os seguintes conceitos emEcologia: biosfera; população biológica; comunidade biológi-ca (biocenose); biótopo; hábitat; nicho ecológico; ecossistema.

Reconhecer o ecossistema como resultante da interação en-tre componentes bióticos (seres vivos) e componentesabióticos (clima e fatores químicos).

Identificar os níveis tróficos de um ecossistema (produtores,consumidores e decompositores) e compreender as relaçõesentre eles e o papel destas na constituição das cadeias e dasteias alimentares.

Capítulo 14 – Energia e matéria nos ecossistemas


Trata do fluxo da energia e da matéria nos ecossistemas.Comenta os princípios das pirâmides de energia e biomassae apresenta o conceito de produtividade em Ecologia. Traztambém os ciclos biogeoquímicos da água, do carbono, donitrogênio, do oxigênio e do fósforo. Um quadro temáticodestaca o papel do gás oxigênio na formação da camada deozônio que protege a atmosfera terrestre.

� Objetivo geral

Conhecer as maneiras pelas quais ocorre o fluxo de energiae de matéria na natureza, o que permite refletir sobre a uti-lização de recursos renováveis e não-renováveis necessáriosà sobrevivência da humanidade.


Compreender que o fluxo de energia nas cadeias alimenta-res é unidirecional, o que permite interpretar e construir es-quemas denominados pirâmides ecológicas.

Reconhecer o comportamento cíclico dos elementos químicosque constituem as substâncias orgânicas e representar por meiode esquemas as etapas fundamentais dos ciclos biogeoquímicosda água, do carbono, do nitrogênio, do oxigênio e do fósforo.

Conceituar produtividade e explicar por que o custo de pro-dução de alimentos vegetais (grãos, frutos, legumes etc.) égeralmente menor que o dos alimentos de origem animal(carne bovina, por exemplo).

Compreender o princípio e a importância da adubação verde,plantação consorciada, ou rotação de cultura, com plantas fabá-ceas (leguminosas) para o plantio e a produção de alimentos.

Compreender como se forma a camada de ozônio na atmosfe-ra e reconhecer sua importância na proteção dos seres vivos,inclusive a espécie humana, da radiação ultravioleta solar.

Capítulo 15 – Dinâmica das populações biológicas


Trata das características das populações biológicas e conceitua:densidade populacional; taxas de crescimento populacional(absoluto e relativo); taxas de natalidade e de mortalidade;índice de fertilidade. Discute os fatores que regulam o tama-nho das populações e conceitua carga biótica máxima. Umquadro temático destaca as populações humanas, a curva decrescimento demográfico e o conceito de pirâmide etária. Aleitura apresenta uma entrevista polêmica sobre o futuro docrescimento populacional na espécie humana.

� Objetivo geral

Conhecer e compreender os fatores que afetam o cresci-mento das populações, em especial as humanas, para avali-ar os riscos atuais e futuros da explosão demográfica; apli-car esses conhecimentos e avaliações em reflexões sobre te-mas atuais de cidadania, tais como controle da natalidade,planejamento familiar, sustentabilidade etc.

PARTE III — ECOLOGIA


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Conhecer e conceituar algumas características gerais daspopulações (densidade demográfica, taxa de crescimento,taxa de natalidade e taxa de mortalidade) e aplicar essesconhecimentos na interpretação de curvas de crescimentopopulacional e em pirâmides etárias.

Reconhecer a tendência de crescimento das populações hu-manas e compreender os riscos decorrentes da explosãodemográfica, discutindo e formando opinião sobre controle danatalidade, planejamento familiar e sociedade sustentável.

Capítulo 16 – Relações ecológicas entre seres vivos


Apresenta os principais tipos de relação ecológica entre seresvivos. Discute o conceito de simbiose e estuda relações intra-específicas (competição intra-específica, colônias e socieda-des) e relações interespecíficas (protocooperação, herbivoria,predação, competição interespecífica, inquilinismo, comen-salismo, mutualismo e parasitismo).

� Objetivo geral

Conhecer os principais tipos de relação ecológica ecompreendê-los tanto no aspecto individual quanto pelaperspectiva do equilíbrio ecológico global.

� Sugestão de objetivo didático

Conhecer e compreender os principais tipos de relação ecoló-gica: relações intra-específicas (competição intra-específica,colônia e sociedade) e relações interespecíficas (protocoope-ração, herbivoria, inquilinismo, predação, competição interespe-cífica, comensalismo, mutualismo e parasitismo).

Capítulo 17 – Sucessão ecológica e biomas


Apresenta o conceito de sucessão ecológica e discute o pa-pel das espécies pioneiras na sucessão primária; comentatambém as características da sucessão secundária. Discuteos principais fatores que afetam o tipo de ecossistema quese desenvolve em determinada região: insolação; circulaçãode energia na atmosfera; correntes oceânicas; composiçãodo solo. Apresenta o conceito de bioma e as característicasdos principais biomas do mundo e do Brasil. Comenta, ain-da, as principais características dos ecossistemas aquáticos.

� Objetivo geral

Conhecer os principais biomas do mundo, em particular osbrasileiros, compreendendo-os como ecossistemas estáveis ecaracterísticos das regiões em que ocorrem; aplicar esses co-nhecimentos na reflexão sobre temas polêmicos da atualida-de, como a preservação dos ambientes naturais, o desenvol-vimento sustentável, a exploração racional de recursos etc.


Conceituar sucessão ecológica e distinguir sucessão primá-ria de sucessão secundária; explicar as principais tendênciasobservadas no decorrer da sucessão (aumentos da biomassa,da estabilidade, da biodiversidade etc.).

Conceituar microclima, homeostase e comunidade clímax.

Conhecer os principais fatores que afetam o tipo de ecossiste-ma que se desenvolve em determinada região: insolação; cir-culação de energia na atmosfera; correntes oceânicas; com-posição do solo.

Conceituar bioma, caracterizando e localizando geografica-mente os principais biomas do mundo: tundra; taiga; florestatemperada; floresta pluvial tropical; estepe; savana; deserto.

Caracterizar e localizar geograficamente os principais biomasbrasileiros: floresta amazônica; mata atlântica; mata de

araucárias; campo cerrado; pampa; caatinga; mata de cocais;pantanal mato-grossense; manguezais.

Caracterizar os principais ecossistemas aquáticos econceituar: plâncton, bentos e nécton.

Capítulo 18 – Humanidade e ambiente


Apresenta diversos aspectos do impacto ambiental produzidopela espécie humana, tais como a poluição ambiental (do ar,da água e do solo) e a interferência da espécie humana nascomunidades naturais (desmatamentos, extinção e introduçãode espécies etc.). Discute temas ecológicos de importância naatualidade, entre eles o aumento do efeito estufa, a destruiçãoda camada de ozônio e as inversões térmicas, decorrentes dapoluição do ar. Comenta o protocolo de Kyoto e as metas deredução das emissões de gases responsáveis pelo efeito estufa.Traz, ainda, uma breve discussão sobre caminhos e perspecti-vas da humanidade para a preservação ambiental.

� Objetivo geral

Conhecer os principais problemas decorrentes da explora-ção dos recursos naturais e do desenvolvimento tecnológico(poluição, desequilíbrios ecológicos etc.), de modo a formaropinião sobre as possíveis maneiras de melhorar a qualidadede vida das gerações futuras.


Conhecer as principais formas de poluição ambiental (polui-ção do ar, da água e do solo) e discutir maneiras de minimizarseus efeitos sobre o ambiente natural.

Compreender que a interferência humana em comunidadesnaturais (desmatamentos, introdução e extinção de espé-cies etc.) pode causar desequilíbrios ecológicos; aplicar es-ses conhecimentos na discussão de maneiras para evitar ouminimizar os efeitos prejudiciais dessas interferências noambiente natural.

Sugestões de atividades complementares

9. Construindo um ecossistema experimental (página 18)

Exemplos de mapas de conceitos

5. Cadeias e teias alimentares (página 35)

6. Sucessão ecológica (página 36)

7. Populações (página 37)

8. Desequilíbrios ambientais (página 38)

Atividades complementares

1. OBSERVANDO TRAÇOS HUMANOS HEREDITÁRIOS

Uma atividade interessante é propor aos estudantes que ob-servem algumas características humanas herdadas segundo umpadrão de herança monogênica em seus familiares e em famíliasconhecidas e que construam heredogramas para cada uma dascaracterísticas observadas, procurando determinar seu padrão deherança.

Diversas características humanas são herdadas segundo um padrãode herança monogênica. Por exemplo, a capacidade de enrolar a línguana forma de uma letra U parece ser condicionada por um alelo domi-nante, e pessoas homozigóticas recessivas são incapazes de tal proeza.Outra característica condicionada por um alelo dominante é o lobo sol-to das orelhas; a pessoa homozigótica recessiva tem sempre lobos pre-sos. Outros exemplos de características hereditárias são o modo de cru-zar os braços (com o braço direito por cima e o esquerdo por baixo, ouvice-versa) e o modo de cruzar as mãos: algumas pessoas cruzam asmãos com o polegar direito por cima, e outras fazem o contrário.

ATIVIDADES COMPLEMENTARES


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Deve-se tomar cuidado especial com exemplos de herançagenética na espécie humana. Apesar de muitos traços de nossaespécie seguirem o padrão de herança monogênica, não é raroaparecerem casos não explicáveis a partir do fenótipo dos pais. Porexemplo, ter cabelos lisos é uma característica recessiva em nossaespécie, mas ocorrem casos de um casal com cabelos lisos ter umfilho com cabelo crespo. Uma das explicações para esses casos é ofenômeno da penetrância incompleta dos genes, ou seja, o indiví-duo é portador de um determinado alelo, mas não expressa a ca-racterística condicionada por ele. Por exemplo, certas pessoas por-tadoras de um alelo dominante que condiciona presença de dedosextras nas mãos e nos pés (polidactilia) não apresentam a caracte-rística (dedos extras), apesar de transmitirem o alelo aos filhos, quepodem manifestá-lo. Esse alelo, além disso, apresenta expressividadevariada, ou seja, apenas determinada parte do corpo do indivíduoapresenta a característica condicionada pelo gene. Há pessoas por-tadoras do alelo para polidactilia que possuem dedos extras ape-nas em uma mão ou em um pé.

A explicação para a penetrância incompleta e a expressividadevariada é que a expressão de um alelo pode ser influenciada peloresto do genótipo da pessoa e pelo ambiente. Se estudantes per-guntarem sobre a possibilidade de um casal com olhos azuis ter umfilho com olhos castanhos; a melhor resposta é que se trata de umcaso raríssimo, mas não impossível. O mesmo se aplica a perguntassobre a herança de tipos sangüíneos etc.

Outro fator que pode complicar a análise genética é a carac-terística ser determinada por mais de um gene. Por exemplo, ape-sar de o albinismo ser tido como uma característica condicionadapor um alelo recessivo do gene que controla a produção de melanina,existem casos de cruzamento entre albinos em que toda a proletem pigmentação normal. A explicação é que os indivíduos cruza-dos têm mutações em diferentes genes que atuam sobre síntesede melanina; assim, se um dos pais for albino por ter genótipo aaBBe o outro por ter genótipo AAbb, os filhos serão normais porquerecebem um alelo dominante normal de cada um dos pais: têmgenótipo AaBb.

2. SIMULANDO O COMPORTAMENTO DE GENES E DE

CROMOSSOMOS DURANTE AS DIVISÕES CELULARES

O objetivo da atividade é facilitar a compreensão de que a se-gregação e a segregação independente dos alelos resultam da sepa-ração meiótica dos cromossomos. Além disso, a realização da ativi-dade permite concretizar os conceitos de cromátides-irmãs,centrômero, locos gênico etc.

Sugerimos que as atividades sejam realizadas em grupos de trêsou quatro estudantes, de modo a permitir discussões e trocas deidéias. Esses momentos facilitam detectar eventuais problemas decompreensão de conceitos, que poderiam passar despercebidos emuma aula expositiva.

Na atividade, os estudantes representarão, com massa de mo-delar (ou outro material semelhante), um par de cromossomoshomólogos, nos quais se localiza um par de alelos na condiçãoheterozigótica (Aa). Serão simuladas a duplicação dos cromossomos(e dos genes) e sua separação na mitose e na meiose.

Material

• massa de modelar de pelo menos quatro cores diferentes

• folha de cartolina ou de papel grande

• círculos de cartolina com 0,5 cm de diâmetro

• grãos de lentilha

Procedimentos

Peça aos estudantes que desenhem um círculo grande na carto-lina para representar os limites da célula que sofrerá divisão celular.

Oriente-os a confeccionar dois bastões de massa de cores diferen-tes, com aproximadamente 10 cm de comprimento e 0,5 cm dediâmetro, para representar o cromossomo materno e o paterno. Umgrão de lentilha, ou de feijão, inserido na região mediana de cadaum dos bastões, representará o centrômero desse par de cromos-somos, que serão, portanto, metacêntricos. Em seguida, devem serrepresentados os dois alelos de um gene. Para isso, peça aos estu-dantes que escrevam, em dois círculos de cartolina, as letras A e a, eque apliquem esses círculos nos dois bastões de massa; lembre-osde que, sendo alelos, esses genes devem ocupar a mesma posiçãorelativa nos cromossomos homólogos.

O objetivo da primeira etapa da atividade, a seguir, é recordara mitose e ressaltar que as duas células-filhas originadas nesse pro-cesso são idênticas pelo fato de receberem uma cópia de cada umdos cromossomos e, portanto, de cada um dos alelos presentes nacélula-mãe.

Simulação da mitose com um par de cromossomos

Com os modelos do par de cromossomos homólogos sobre afolha de cartolina, o primeiro passo será representar a duplicaçãocromossômica. Para isso, os estudantes devem confeccionar doisnovos bastões de massa idênticos aos anteriores e unir cada umdeles, pela região do centrômero, a um dos bastões preparados an-teriormente. O tipo de alelo a ser colocado em cada novo bastão demassa deve ser idêntico ao do bastão ao qual ele estiver unido, poisas duas cromátides de cada cromossomo resultam da duplicação docromossomo original. Assim, cada cromossomo ficará constituídopor duas cromátides portadoras de alelos idênticos, ou seja, um de-les terá cromátides portadoras do alelo A e o outro, cromátides por-tadoras do alelo a.

Em seguida, oriente os estudantes a realizar a separação dascromátides-irmãs de cada cromossomo para pólos opostos da célu-la, onde se formarão as duas células-filhas. Eles devem perceber queas duas células são geneticamente idênticas porque cada uma delasrecebe uma cópia de cada um dos cromossomos presentes na célu-la-mãe. Chame a atenção para o fato de que na mitose não háemparelhamento dos homólogos, como ocorre na meiose.

Simulação da meiose com um par de cromossomos

Esta atividade é semelhante à anterior, e podem ser utilizados osmesmos bastões de massa (cromossomos) preparados anteriormen-te. Seu objetivo é mostrar que, na meiose, os cromossomoshomólogos separam-se para as duas células-filhas originadas na di-visão I, e isso leva à segregação dos alelos neles presentes.

Como na atividade anterior, simula-se inicialmente a duplicaçãocromossômica, unindo cada bastão a outro idêntico a ele, com omesmo tipo de alelo. Em seguida simula-se o emparelhamento doshomólogos, colocando-se os cromossomos lado a lado, de modoque os centrômeros e os locos gênicos fiquem emparelhados.Desconsidere a existência de permutação, que será simulada em outraatividade, quando tratarmos de genes ligados.

O passo seguinte é simular a separação dos cromossomoshomólogos que ocorre na primeira divisão da meiose; cadahomólogo, com suas duas cromátides unidas, fica em um dos pólosda célula. Lembre aos estudantes que, ao final da divisão I da meiose,ocorre a formação de duas células-filhas, que ingressam imediata-mente na divisão II. Se for o caso, sugira aos estudantes que repre-sentem na cartolina os novos contornos das duas células formadas.

Na segunda divisão meiótica, em cada célula ocorrerá a separa-ção das cromátides-irmãs de cada cromossomo. Os estudantes de-vem perceber que o processo meiótico leva à formação de quatrocélulas, duas portadoras do alelo A e duas portadoras do alelo a(50% A : 50% a).



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Simulação da meiose com dois pares de cromossomos

Antes de iniciar esta atividade, os estudantes devem utilizar amassa de modelar para confeccionar um par de cromossomosmetacêntricos (de cores diferentes, como anteriormente) e um parde cromossomos acrocêntricos (isto é, com o centrômero próximoda extremidade), também de cores diferentes, entre si e do outropar. No par de cromossomos metacêntricos devem ser aplicados oscírculos de cartolina com as letras A e a, como anteriormente, enos cromossomos acrocêntricos devem ser aplicados círculos decartolina com as letras B e b, para representar os alelos de umoutro gene.

Novamente, o primeiro passo é simular a duplicação cromossômicae, em seguida, distribuir os cromossomos homólogos duplicados eemparelhados sobre a folha de papel, simulando a metáfase da meiose.Nesse momento do processo, ficará claro que há duas possibilidadesde orientação dos pares de homólogos em relação aos pólos da célu-la; dependendo da orientação, serão formados gametas de tipos dife-rentes.

Não comente previamente esse fato com os estudantes;deixe-os terminar a simulação e pergunte aos diversos gruposquais foram os tipos de gametas obtidos.

Uma das possibilidades é colocar os homólogos portadores dosalelos dominantes (A e B) voltados para um dos pólos da célula, e osportadores dos alelos recessivos (a e b) voltados para o outro. Aoutra possibilidade é colocar os homólogos portadores dos alelos Ae b voltados para um dos pólos, e os portadores dos alelos a e Bvoltados para o outro.

Depois de escolher uma das possibilidades de orientação doshomólogos, os estudantes devem simular a separação dos homólogosna primeira divisão da meiose. Em seguida, simula-se a segunda di-visão, na qual ocorre separação das cromátides de cada cromossomo.Serão obtidas quatro células-filhas, cada uma com um cromossomometacêntrico e um acrocêntrico. As células serão iguais duas a duas,e sua constituição genética dependerá de como foram orientadosos pares de cromossomos homólogos na primeira divisão meiótica.Em um dos casos, o resultado será duas células AB e duas ab; nooutro, o resultado será duas células Ab e duas aB. Observe que émais comum os estudantes direcionarem, talvez por uma questãode senso de simetria, os cromossomos com os dois alelos dominan-tes voltados para um dos pólos, e os dois recessivos para o outro;observe que os dois posicionamentos são igualmente possíveis e commesma chance de ocorrer, e é exatamente por isso que se formamquatro tipos de gametas em mesma proporção.

A atividade mostra claramente que o processo de segregaçãode dois pares de alelos Aa e Bb em uma célula leva à formação deapenas dois tipos de gameta. Na população de gametas, entretan-to, devido às duas possibilidades de orientação dos pares decromossomos homólogos, formam-se quatro tipos de gameta, naproporção de 1/4 AB : 1/4 Ab : 1/4 aB : 1/4 ab.

3. SIMULANDO A TRANSMISSÃO DE ALGUMASCARACTERÍSTICAS HUMANAS

A atividade a seguir é lúdica e altamente motivadora, podendoreforçar a compreensão de que os filhos de um casal diferem entre sie de seus pais por apresentarem diferentes combinações de alelos.

Na página fotocopiável 22 fornecemos ilustrações de dois con-tornos de um rosto humano e na página fotocopiável 23, de dife-rentes tipos de características faciais (tipo de cabelo, de olhos, desobrancelhas etc.). A atividade consiste em sortear, com o lança-mento de moedas, quais serão as características do filho ou filha deum casal hipotético, representado por uma dupla de estudantes. Emseguida, os estudantes devem recortar, na página fotocopiável 23, ailustração correspondente à característica sorteada, colando-a apro-

priadamente sobre a ilustração do contorno do rosto previamentesorteado, na página fotocopiável 22.

Cada dupla de estudantes deve receber uma fotocópia da pági-na 22 e duas fotocópias da página 23.

Foram escolhidas as seguintes características humanas, con-sideradas, cada uma delas, como condicionada por um par dealelos:

1. Forma do rosto; pode ser oval (genótipos QQ ou Qq) ou qua-drado (genótipo qq). A escolha da letra Q para representar osalelos segue a convenção de empregar a inicial do caráter recessivo;

2. Tipo de cabelo; pode ser crespo (genótipo CCCC), liso (genótipoCLCL) ou ondulado (genótipo CCCL). Neste caso, como se trata deausência de dominância, escolhemos a inicial da característica (letraC) com o índice C ou L para representar os alelos;

3. Espessura da sobrancelha; pode ser grossa (genótipos FF ouFf) ou fina (genótipo ff).

4. Espaço entre os olhos; os olhos podem ser mais juntos (genótipoOJOJ), mais separados (genótipo OSOS) ou medianamente sepa-rados (genótipo OJOS).

5. Largura do nariz; o nariz pode ser estreito (genótipo NENE), lar-go (genótipo NLNL) ou de largura média (genótipo NENL).

6. Espessura dos lábios; os lábios podem ser finos (genótipo LFLF),grossos (genótipo LGLG) ou de espessura média (genótipo LFLG).

7. Forma do lobo da orelha; o lobo pode ser livre (genótipos AAou Aa) ou aderente (genótipo aa).

Existe também a possibilidade de sortear previamente o sexo dodescendente, considerando que a mãe sempre fornece o cromossomoX e que o pai pode fornecer um cromossomo X ou cromossomo Y.Se for o caso, depois de montado o rosto, pode-se acrescentar aodesenho características como a presença de “covinhas” em tornoda boca (genótipos CC ou Cc) ou sua ausência (genótipo cc), e apresença de “furinho” no queixo (genótipos FF ou Ff) ou sua au-sência (genótipo ff).

Sugerimos que o par de estudantes sorteie cada característicade seu “filho” pelo lançamento de uma moeda. Por exemplo, va-mos supor que ambos os estudantes, de rosto oval, concluam quetêm genótipo heterozigótico (Qq) para a forma do rosto. Nesse caso,convenciona-se que uma das faces da moeda representa o alelo Q,e que a outra face representa o alelo q. A probabilidade de se for-mar um gameta portador de Q é 1/2, e a de se formar um gametaportador de q é também 1/2. Os dois estudantes lançam a moeda eanotam o resultado. Se for QQ ou Qq, eles usarão o contorno derosto oval como referência para sua montagem; se for qq, eles usa-rão o contorno de rosto quadrado.

Deixe bem claro aos estudantes que a atividade não passade um jogo, e que apenas simula a herança de certas carac-terísticas humanas, sujeitas a grande variação de pessoa parapessoa devido à penetrância incompleta e à expressividade va-riável dos genes, como já comentamos anteriormente.

Oriente os estudantes para que escolham as características naordem em que as apresentamos, primeiro sorteando a forma de ros-to, depois de cabelo, de sobrancelhas etc. colando-as, em seguida,no local apropriado, sobre o contorno do rosto. Note que cada con-torno apresenta linhas pontilhadas que indicam a posição aproxima-da para a colagem de cada parte. De cima para baixo, as linhasindicam o limite superior das sobrancelhas e o limite inferior dosolhos, nariz e boca. Lembre aos estudantes que os dois olhos devemser recortados juntos, para manter a distância entre eles.

A seguir apresentamos a ilustração de alguns rostos que podemser montados a partir das ilustrações que estão nas páginasfotocopiáveis.



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4. SIMULANDO A OCORRÊNCIA DE RECOMBINAÇÃO GÊNICA NA

MEIOSE

A atividade consiste em simular a permutação dos cromossomosna meiose utilizando massa de modelar ou argila. A ênfase, agora, épara dois pares de alelos localizados no mesmo par de cromossomoshomólogos e que, por isso, não apresentam segregação independente.Os estudantes deverão representar apenas um par de cromossomoshomólogos, no qual há dois pares de alelos em condição heterozigótica(AaBb). Em seguida, serão simuladas a duplicação dos cromossomose dos genes e sua separação na meiose, sem e com a ocorrência depermutação cromossômica entre os locos dos genes A e B.

Material

• massa de modelar de duas cores diferentes

• folha de cartolina ou de papel grande

• círculos de cartolina com 0,5 cm de diâmetro

• grãos de lentilha

Procedimentos

Oriente os estudantes para que desenhem um círculo grande nacartolina, para representar os limites da célula que sofrerá divisão celular.

Deverão ser confeccionados dois bastões de massa de cores di-ferentes, com aproximadamente 10 cm de comprimento e 0,5 cmde diâmetro cada um, para representar o cromossomo materno e ocromossomo paterno. Um grão de lentilha, ou de feijão, colocadona região mediana de cada um dos bastões, representará o centrô-mero desse par de cromossomos.

Em seguida, oriente os estudantes para que escrevam, em doiscírculos de cartolina, as letras A e a (os alelos do gene A); em outros

dois círculos, eles deverão escrever as letras B e b (os alelos do geneB). Os círculos com as letras devem ser aplicados nos dois bastões demassa, seguindo o critério de que os alelos A e a devem ocupar amesma posição relativa nos cromossomos homólogos, o mesmoocorrendo com os alelos B e b. Sugira aos estudantes que coloquemos alelos do par A/a a uma distância relativamente grande dos alelosdo par B/b, o que facilitará a simulação da permutação.

Deixe a cargo dos estudantes decidir qual será a constitui-ção da célula duplo-heterozigótica, se com os alelos dominan-tes de cada gene no mesmo homólogo (constituição AB/ab)ou se com os alelos dominantes de cada gene em homólogosdiferentes (constituição Ab/aB).

Com os modelos do par de cromossomos homólogos dispostossobre a folha de cartolina, o primeiro passo será representar a dupli-cação cromossômica. Para isso, os estudantes deverão confeccionardois novos bastões de massa idênticos a cada um dos anteriores,unindo-os a cada um dos bastões preparados anteriormente. O alelocolocado em cada novo bastão de massa deve ser idêntico ao dobastão ao qual ele estiver unido, pois as duas cromátides de cadacromossomo são idênticas, resultando da duplicação exata docromossomo original. Assim, cada cromossomo ficará constituídopor duas cromátides portadoras de alelos idênticos.

Em uma primeira etapa deve ser simulada a meiose sem ocor-rência de permutação. Chame a atenção dos estudantes para o fatode se formarem apenas dois tipos de gameta com a constituiçãogenética de um e de outro cromossomos (gametas parentais).

Em seguida, oriente os estudantes a simular a meiose com aocorrência de uma permutação entre os dois locos gênicos repre-

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As duas questões devem ser respondidas analisando o mesmodiagrama. Sugerimos que o(a) professor(a) oriente verbalmente osestudantes sobre a diferença de procedimentos na identificação docriminoso e na identificação do pai da criança.

No caso da Questão I, basta encontrar entre os suspeitos (P-1,P-2 e P-3) um padrão eletroforético idêntico ao da amostra de peledo criminoso sob as unhas da vítima (P-5).

No caso da Questão II, é preciso inicialmente identificar, na crian-ça (P-4), as faixas eletroforéticas correspondentes à sua mãe (P-3),para em seguida verificar nos pretendentes a pai (P-1 e P-2) aqueleque possui as faixas que faltam. Essas faixas devem estar neces-sariamente presentes no pai, uma vez que a criança recebe umcromossomo homólogo materno e um paterno.

A identificação positiva do DNA de um suspeito (como no casoda Questão I) pela técnica simulada na atividade, particularmente seforem utilizados diferentes tipos de enzimas de restrição, atinge maisde 99% de acerto. Excetuando-se o caso de gêmeos idênticos, aprobabilidade de duas pessoas apresentarem o mesmo padrãoeletroforético do DNA é menos de 1%.

Resolução da atividade 5Apresentamos, a seguir, as respostas às Questões I e II, e, abai-

xo, o diagrama que representa, esquematicamente, a eletroforesedos fragmentos de DNA das pessoas envolvidas nas situações cita-das no enunciado dessas questões.

É importante deixar claro para os estudantes que, para res-ponder às duas questões, utiliza-se o mesmo diagrama. Este,porém, em cada situação representa fragmentos de DNA deum conjunto diferente de pessoas.

sentados. Para isso, os cromossomos homólogos duplicados devemser colocados lado a lado, representando o emparelhamentocromossômico que ocorre na prófase I da meiose. Uma vez empare-lhados, deve-se cortar uma das cromátides de cada um doscromossomos em pontos correspondentes, entre os dois locos gênicosrepresentados. Cada cromátide cortada deve ser colada à cromátidecortada do cromossomo homólogo, e vice-versa. Terminada a trocade pedaços entre as cromátides homólogas, que representa a per-mutação, continua-se a simular o processo meiótico.

Chame a atenção dos estudantes para o fato de que, com apermutação, formam-se quatro tipos de gameta, dois com as com-binações gênicas parentais e dois com novas combinações de alelos(gametas recombinantes). Ressalte também que, em uma popula-ção de células, a porcentagem de gametas recombinantes será me-nor do que a de parentais, porque apenas uma certa porcentagemdas células tem permutação entre dois locos gênicos considerados.Lembre-se de que as permutações que não ocorrerem entre os locosA e B não levarão à recombinação dos alelos desses locos. Se for ocaso, repita a simulação com uma permutação que ocorra fora dointervalo entre os locos A e B.

É importante os estudantes perceberem que, quanto mais dis-tantes estão dois locos no cromossomo, maior será a chance de ocor-rer uma permutação entre eles. Portanto, a freqüência de célulasque sofrem permutação entre dois locos será diretamente proporci-onal à distância entre eles: esse é o princípio que norteia a constru-ção dos mapas cromossômicos.

5. SIMULANDO UMA TÉCNICA PARA IDENTIFICAR PESSOAS

PELO DNA

As técnicas da Engenharia Genética permitem identificar pes-soas pela análise de suas moléculas de DNA (ácido desoxirribo-nucléico), a substância que constitui os genes. Com exceção dosgêmeos univitelinos, cada pessoa possui um conjunto de genes, eportanto de moléculas de DNA, único e particular.

O processo mais simples para caracterizar um DNA consiste emcortar as moléculas dessa substância com o auxílio de “tesourasmoleculares”, as chamadas enzimas de restrição, analisando emseguida o tamanho dos fragmentos que se formaram. Uma enzimade restrição corta a molécula de DNA em pontos específicos, so-mente onde ocorre determinada seqüência de bases nitrogenadas.Como cada pessoa tem seqüências típicas de bases nitrogenadas, onúmero e os tamanhos dos fragmentos (número de pares de bases)obtidos pelo corte enzimático acabam por caracterizar seu DNA.

O tamanho dos “fragmentos de restrição”, como são chama-dos os fragmentos obtidos após o corte enzimático, é determinadopor meio da técnica de eletroforese. A mistura de fragmentos deDNA é aplicada em uma camada de gelatina (gel) e submetida a umcampo elétrico. Nessas condições, os fragmentos se movem a velo-cidades inversamente proporcionais ao seu tamanho, isto é, os frag-mentos menores deslocam-se mais rapidamente que os maiores.

Quando o campo elétrico é desligado, fragmentos de mesmotamanho (mesmo número de pares de bases) estacionam juntos emdeterminada posição do gel, formando uma faixa. O padrão de fai-xas que surge é característico para cada pessoa, e corresponde à sua“impressão digital” genética.

A seguir sugerimos a simulação de um experimento no qual amos-tras de DNA de diferentes pessoas são tratadas com uma enzima derestrição hipotética, que corta as moléculas onde houver dois paresde bases C-G/C-G em seqüência. Veja na Resolução da atividade 5o preenchimento do diagrama, em que os fragmentos do DNA sãodispostos por ordem de tamanho, simulando a separação eletroforética.

Orientações para esta atividade

Distribua fotocópia da página 24 para cada estudante. Nela se en-contram todas as informações para resolver as duas questões formuladasna simulação: (I) “Quem é o criminoso? (II) Quem é o pai da criança?”.

Quem é o pai da criança?

Resposta: P-1.

A criança P-4 pode ter recebido da mãe (P-3) DNA relativoàs faixas de números 1, 4, 10, 12, 13, 18 e 19. As faixas 5, 8,11 e 15 de P-4 provêm necessariamente do pai, P-2; o outropostulante não apresenta as faixas 5, 8 e 11.

II

Quem é o criminoso?

Resposta: P-2.

O padrão eletroforético do DNA desse suspeito é idênticoao da amostra de pele encontrada sob as unhas da vítima (P-5).

I

2122

201918171615141312

111098765

34

Núm

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6. PRODUZINDO “FÓSSEIS” EM SALA DE AULA

O objetivo desta atividade é facilitar a compreensão do mecanismode formação de alguns tipos de fósseis (moldes, contramoldes e im-pressões) pela utilização de materiais simples como gesso, argila oumassa de modelar. A simulação de alguns processos de fossilização con-cretiza os conceitos estudados, motivando e facilitando o aprendizado.

Material

• argila ou massa para modelar

• gesso em pó

• facas e colheres de plástico

• tigelas de plástico

• copos de plástico grandes

• papel-toalha e papel de embrulho

• tampas de caixas de sapato

• conchas de moluscos

• folhas de plantas com nervuras bem evidentes

• pequenos animais feitos de plástico

Fósseis tipo “impressão”

A primeira providência é forrar o local de trabalho com as folhasde papel de embrulho. Em uma tigela de plástico, misture o pó degesso com água até obter uma massa homogênea e consistente.Preencha a tampa de caixa de papelão com o gesso, alisando a su-perfície com uma faca de plástico; se necessário, pulverize água so-bre a superfície do gesso para facilitar o processo. Coloque comcuidado folhas e conchas sobre a superfície do gesso, pressionando-as para que deixem sua impressão. Coloque as tampas de papelãoem um local protegido, para secar. Quando o gesso estiver comple-tamente seco, remova as conchas e as folhas e observe as marcasdeixadas na superfície da peça.

Discuta com os estudantes a simulação, comentando que essetipo de fossilização ocorreu, de fato, em superfícies moles e lamacentasque logo se solidificaram, resistindo à erosão e registrando fielmentedetalhes do contorno de partes de plantas e animais do passado.

Fósseis tipo “molde”

Despeje massa de gesso em um copo de plástico até preenchê-lo pela metade. Coloque um animal de plástico no copo e pressio-ne-o sobre o gesso, enterrando-o parcialmente. Despeje mais gessono copo até cobrir o animal totalmente. Deixe secar.

Quando o gesso estiver completamente seco, rasgue o copo deplástico e desenforme a peça de gesso. Quebre-a com um martelo.As marcas do animal de plástico na superfície dos fragmentos degesso constituem fósseis do tipo molde. Chame a atenção dos estu-dantes para a semelhança entre molde e impressão; o termo moldeé utilizado quando toda a peça é envolvida por sedimentos, enquantoimpressão refere-se a marcas deixadas em uma superfície mole.

Fósseis tipo “contramolde”

Preencha uma tampa de caixa de sapato com uma camada deargila (ou de massa para modelar). Coloque conchas ou os animaisde plástico sobre a superfície da massa e pressione-os com força.Remova as conchas e/ou animais de plástico com cuidado, para nãoalterar as marcas deixadas na argila. Despeje massa de gesso nasdepressões da argila e deixe secar. Retire as peças de gesso, que sãoos contramoldes dos moldes deixados na argila.

Comente que esse tipo de fóssil forma-se quando o molde dei-xado por um animal ou planta em uma rocha sedimentar é preen-chido por minerais de diferentes tipos, formando um contramoldedo organismo no interior do sedimento. Quando este é quebrado, ocontramolde diferencia-se nitidamente, por sua composição, domaterial sedimentar, em muitos casos formando um perfeito mode-lo em rocha do organismo que deixou a marca.

7. INTERPRETANDO RESTOS E IMPRESSÕES FÓSSEIS

O objetivo desta atividade é simular a análise de um registrofossilífero, tentando reconstituir a história mais provável do aconte-cimento que ficou registrado na rocha.

Distribua, para cada grupo de estudantes, uma fotocópia dapágina 25, que representa o registro fossilífero. Cada grupo devereconstruir, com base nas evidências fósseis, uma história provável apartir das impressões fósseis. Peça aos estudantes que escrevam suashistórias e organize uma discussão, para que os diferentes grupospossam comparar suas conclusões.

Uma possível interpretação do registro fóssil representado éque dois pássaros caminhavam lado a lado, talvez em busca dealimento, quando foram atacados por um predador. Um dos pás-saros conseguiu fugir, enquanto o outro foi capturado e arrasta-do. Diversas evidências podem ser consideradas para justificar essainterpretação. Por exemplo, o padrão de pegadas do predadordá claramente a impressão de que ele tenha se preparado para oataque. Os supostos sinais de luta, as impressões de penas e otraço entre as pegadas do predador sugerem que um dos pássarostenha sido capturado, enquanto o outro teria fugido correndo, oque seria evidenciado por suas pegadas bem mais espaçadas.

Uma alternativa de interpretação é que os registros fósseisdos pássaros e do suposto predador tenham sido deixados emmomentos diferentes (há evidências contrárias ou favoráveis aessa interpretação?). É possível imaginar, também, que um dospássaros voou ao ser atacado, ou mesmo que já estivesse morto,tendo sido encontrado e então levado pelo predador.

8. CONSTRUINDO UM ANUÁRIO DO TEMPO GEOLÓGICO

O objetivo desta atividade é que os estudantes se familiarizemcom escala de tempo geológico, sendo capazes de localizar tempo-ralmente os principais eventos relacionados ao aparecimento e àevolução da vida na Terra, desde seus primórdios até hoje. Os proce-dimentos estão descritos nas páginas fotocopiáveis 26 e 27.

Veja, nas páginas 19 e 20, em Resolução da atividade 8,o preenchimento da tabela de dados e do Anuário do Tempo Geo-lógico.

9. CONSTRUINDO UM ECOSSISTEMA EXPERIMENTAL

O principal objetivo desta atividade é construir um ecossistemade terra firme em escala reduzida, que simula as condições básicasencontradas nos ecossistemas naturais. Assim como ocorre nestesúltimos, o ecossistema experimental é constituído por elementosabióticos (água, pedras, areia, argila etc.) e bióticos (plantas e orga-nismos presentes no solo, tais como pequenos vermes nematóides,microartrópodes, bactérias, algas e fungos). Uma vez fechado, oecossistema experimental não deve ser aberto; o único fator exter-no que ingressa no recipiente é a energia solar, essencial para afotossíntese. Não é preciso regar o ecossistema, pois a água queevapora do solo e o vapor d‘água que as plantas liberam por meioda transpiração condensam-se na superfície interna do recipiente eescorre, umedecendo novamente a terra.

Material

• recipiente limpo de vidro ou plástico transparente, com tampa

• pedrinhas

• areia

• terra de jardim

• água

• plantas de pequeno porte com raízes, tais como trevos, quebra-pedras ou crassuláceas (suculentas)

• pinça longa ou palitos de madeira

• cola de silicone ou fita adesiva



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Procedimentos

1. Introduzir as pedras no recipiente, formando uma camada nofundo. Sobre ela, colocar uma camada de areia e, em seguida,uma camada de terra. As pedras e a areia permitem drenar oexcesso de água, evitando o apodrecimento das raízes.

2. Introduzir as plantas no interior do recipiente. Se a boca do vidrofor muito estreita, as raízes podem ser inseridas na terra com aajuda de uma pinça ou de palitos de madeira. Os musgos podemser simplesmente colocados sobre a terra.

3. Regar com água suficiente para umedecer a terra e a camada deareia, porém sem encharcar a camada de pedras. A quantidadeadequada de água é importante para que o ecossistema experi-mental se mantenha.

4. Depois de montado, o ecossistema experimental deve ficar aber-to por alguns dias para garantir que as plantas estejam vivas eenraizadas.

5. Tampar hermeticamente o recipiente, vedando bem a tampa comcola de silicone ou fita adesiva.

Sugerimos pedir aos estudantes que montem o ecossistema ex-perimental em casa, levando-o à escola depois de seu fechamento.Em classe, o professor poderá avaliar a montagem e sugerir comocorrigir eventuais problemas (por exemplo, o excesso de água ou plan-tas muito grandes, vedação pouco eficiente etc.). Após a avaliação, osestudantes retornam com o ecossistema para casa, observando-o se-

Resolução da atividade 8 (I)

DADOS PARA A CONSTRUÇÃO DO ANUÁRIO DO TEMPO GEOLÓGICO

EventoOcorrido há

aproximadamente

Primeiras evidênciasde seres vivos

Origem dafotossíntese

Origem dos sereseucarióticos

Abundância de fósseis(“explosão cambriana”)

Origem das plantasde terra firme

Origem dos anfíbios

Origem dos répteis

Origem dos dinossaurose dos mamíferos

Extinção dos dinossauros e início daexpansão dos mamíferos

Origem dos primatas

Ancestral comum de pongídeos ehominídeos

Primeiros hominídeos

Origem da espécie humana moderna

3,5 bilhõesde anos

2,5 bilhõesde anos

2 bilhõesde anos

570 milhõesde anos

438 milhõesde anos

408 milhões de anos


245 milhõesde anos

66 milhõesde anos

55 milhões de anos

8 milhõesde anos

2 milhões de anos

150 mil anos

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167

206

320

331

333

337

346

360

361

365 (+ 9h)

365 (+ 20h)

365 (+ 23h 43min)

27 de março

15 de junho

24 de junho

15 de novembro

26 de novembro

28 de novembro

2 de dezembro

11 de dezembro

25 de dezembro

27 de dezembro

31 de dezembro, 9h

31 de dezembro, 19h

31 de dezembro, 23h 43min

Dias decorridos emnosso anuário Dia do evento


manalmente e anotando as eventuais transformações que ocorram.Uma sugestão é que os estudantes voltem com o ecossistema para aescola ao final do semestre ou do ano letivo. Nessa ocasião, o profes-sor podéra propor, aos estudantes, questões como as que seguem:

1. Ocorreram transformações no ecossistema experimental? Em casoafirmativo, quais foram elas? Que hipóteses podem ser propos-tas para explicar as transformações?

2. Como as plantas conseguem se manter vivas por tanto tempo emum ambiente fechado? Como elas conseguem gás oxigênio pararespirar?

3. Seria possível que um animal sobrevivesse nessas mesmas condi-ções?

4. Por que não é necessário regar o ecossistema experimental?

5. Alguns ecossistemas experimentais conservam-se por muito tem-po (há notícias de alguns que duraram 20 anos ou mais). Entre-tanto, as plantas de ecossistemas como esses geralmente nãocrescem tanto quanto exemplares da mesma espécie que vivemem ambiente aberto. Por quê? Qual seria o fator limitante docrescimento das plantas no ecossistema experimental fechado?

6. Eventualmente, os ecossistemas experimentais montados por al-guns estudantes não se conservaram. Que hipóteses podem serpropostas para explicar esses casos?

7. Que semelhanças podem ser encontradas entre o ecossistemaexperimental e o planeta Terra?


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Resolução da atividade 8 (II)

28 28 30

1 2 3

4 5 6 7 8 9 10

11 12 13 14 15 16 17

18 19 20 21 22 23 2426 26 27

NOVEMBRO

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28 28 30 31

MARÇO

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4 5 6 7 8 9 10

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18 19 20 21 22 23 2426 26 27

OUTUBRO

S T Q Q S S D

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 29 30 31

29

FEVEREIRO

S T Q Q S S D

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

ABRIL

S T Q Q S S D

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

29 30 30 31

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 29

MAIO

S T Q Q S S D

3027 28 29

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

JUNHO

S T Q Q S S D

JULHO

S T Q Q S S D

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

29 30 31

S T Q Q S S DAGOSTO

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 29 30 31

SETEMBRO

S T Q Q S S D

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 2926 27 28

30

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

29 30 31

JANEIRO

S T Q Q S S DOrigemda Terra

Primeirosvestígios deseres vivos


Primeirosseres

eucarióticos

3,5 bilhõesde anos

2 bilhões deanos

2,5 bilhõesde anos

4,6 bilhõesde anos

DEZEMBROS T Q Q S S D

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 2926 27 28

30 31

“Explosãocambriana”


Origem dosdinossauros edos mamíferos

Origem dosprimatas

Ancestral comumde pongídeos e

hominídeos Extinção dos dinossauros e inícioda expansão dos mamíferos

Primeiroshominídeos Origem da espécie

humana moderna

9h

19h23h43min

570 milhõesde anos


8 milhões de anos

245 milhõesde anos

66 milhões de anos

55 milhõesde anos

2,4 milhõesde anos

150 mil anos

Origem dosrépteis

360 milhões

Origem dosanfíbios


CONSTRUINDO UM ANUÁRIO DO TEMPO GEOLÓGICO



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21ANEXO

ANEXO


PÁGINAS PARA FOTOCOPIAR


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22 ANEXO

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ATIVIDADE 3

Simulando a transmissão de algumas características humanas

Nome: Série:

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23ANEXO

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2 Ti

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Cód

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Pen

al e

Lei

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10 d

e 19

de

feve

reiro

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.

24 ANEXO

ATIVIDADE 5

Simulando uma técnica para identificar pessoas pelo DNA

Nome: Série:

Nesta atividade você aplicará os princípios daidentificação de pessoas pelo DNA na solução deduas questões judiciais. Em uma delas, identifi-cará um criminoso entre três suspeitos e, em ou-tra, descobrirá quem é o pai de uma criança.

Ao lado estão representados segmentos deDNA de cinco pessoas (P-1 a P-5). Cada pessoatem dois segmentos de DNA, correspondentes aum par de cromossomos homólogos (CA e CB).As seqüências de bases dos homólogos podem serligeiramente diferentes devido à diferença entreos genes alelos.

1. O primeiro passo para a análise do DNA écortá-lo com uma enzima de restrição hipoté-tica (representado pela tesoura) que, nesteexemplo, reconhece em cada segmento a se-qüência de dois pares de bases C-G adjacen-tes (dois C em uma cadeia e dois G na outra).Para facilitar a visualização dessas “seqüênci-as de corte” elas estão destacadas.

Localize, nos dois segmentos de DNA de cadapessoa (CA e CB), todas as seqüências de cor-te. Marque-as a lápis com um traço horizon-tal, de modo a separar um par C-G do par C-Gadjacente.

2. O passo seguinte é organizar os fragmentos ob-tidos por ordem de tamanho (quantidade de ba-ses). Para isso, conte o número de pares de ba-ses de cada fragmento e indique-o completan-do o preenchimento do diagrama abaixo, à es-querda.

Cada coluna desse diagrama simula o padrãoeletroforético de uma pessoa, em que os frag-mentos de DNA se distribuem em faixas por or-dem de tamanho. Como exemplo, a coluna cor-respondente ao padrão da pessoa P-5 já está pre-enchida. A seguir, responda às questões abaixo.

Quem é o pai da criança?

Dois homens, P-1 e P-2, disputam a paternidade de uma criança, P-4,filha da mulher P-3. Com base no teste de DNA dos quatro implicados,quem é o provável pai da criança?

Quem é o criminoso?

Restos de pele encontrados sob as unhas de uma pessoa assassinadaforam submetidos ao teste de DNA, revelando o padrão eletroforéticoP-5. Três pessoas, P-1, P-2 e P-3, suspeitas do crime, também foram sub-metidas ao teste de DNA. Qual delas é a provável culpada?

✃

✃✃

✃✃

✃

✃1018

21

17

4

12 12

19 4

15

11

P-1 P-2 P-3 P-4 P-5CA CB CA CB CA CB CA CB CA CB

C-GC-GA-TT-AT-AA-TA-TA-TT-AC-GG-CC-GT-AA-TG-CT-AC-GA-TT-AC-GC-GT-AA-TG-CA-TA-TT-AA-TA-TG-CT-AC-GC-GA-TT-AG-CA-TA-TG-CA-TT-AC-GG-CA-TA-TT-AG-CA-TC-GC-GA-TT-AG-CC-GA-TT-AC-GT-AT-AA-TC-GT-AG-CC-GA-TT-AG-CG-C

C-GC-GA-TT-AT-AA-TA-TA-TT-AC-GG-CC-GT-AA-TG-CC-GC-GA-TT-AC-GC-GT-AA-TG-CA-TA-TT-AA-TA-TG-CT-AC-GC-GA-TT-AG-CG-CA-TG-CA-TT-AC-GG-CA-TA-TT-AG-CA-TT-AC-GA-TT-AG-CC-GA-TT-AC-GC-GT-AA-TC-GT-AG-CC-GA-TT-AG-CG-C

C-GC-GA-TT-AT-AA-TA-TA-TT-AC-GG-CC-GT-AA-TG-CC-GC-GA-TT-AC-GC-GT-AA-TG-CA-TA-TT-AA-TA-TG-CT-AC-GT-AA-TT-AG-CG-CA-TG-CA-TT-AC-GG-CA-TA-TT-AG-CA-TT-AC-GA-TT-AG-CC-GA-TT-AC-GC-GT-AA-TC-GT-AG-CC-GA-TT-AG-CG-C

C-GC-GA-TT-AT-AA-TA-TA-TT-AC-GG-CC-GT-AA-TG-CC-GC-GA-TT-AC-GC-GT-AA-TG-CA-TG-CT-AA-TA-TG-CC-GC-GT-AA-TT-AG-CG-CA-TG-CA-TT-AC-GG-CA-TA-TT-AG-CA-TC-GC-GA-TT-AG-CC-GA-TT-AC-GC-GT-AA-TC-GT-AA-TC-GA-TT-AG-CG-C

C-GC-GA-TT-AT-AA-TA-TA-TT-AC-GG-CC-GT-AA-TG-CC-GC-GA-TT-AC-GC-GT-AA-TG-CA-TA-TT-AA-TA-TG-CT-AC-GC-GA-TT-AG-CG-CA-TG-CA-TT-AC-GG-CA-TA-TT-AG-CA-TT-AC-GA-TT-AG-CC-GA-TT-AC-GC-GT-AA-TC-GT-AG-CC-GA-TT-AG-CG-C

C-GC-GA-TT-AT-AA-TA-TA-TT-AC-GG-CC-GT-AA-TG-CT-AC-GA-TT-AC-GC-GT-AA-TG-CA-TG-CT-AA-TA-TG-CT-AC-GC-GA-TT-AG-CA-TA-TG-CA-TT-AC-GG-CA-TA-TT-AG-CA-TC-GC-GA-TT-AG-CC-GA-TT-AC-GT-AT-AA-TC-GT-AA-TC-GA-TT-AG-CG-C

C-GC-GA-TT-AT-AA-TA-TA-TT-AC-GG-CC-GT-AA-TG-CT-AC-GA-TT-AC-GC-GT-AA-TG-CA-TA-TT-AA-TG-CG-CT-AC-GT-AA-TT-AG-CG-CA-TG-CA-TT-AC-GG-CA-TA-TT-AG-CA-TT-AC-GA-TT-AG-CC-GA-TT-AC-GC-GT-AA-TC-GT-AG-CC-GA-TT-AG-CG-C

C-GC-GA-TT-AT-AA-TA-TA-TT-AC-GG-CC-GT-AA-TG-CT-AC-GA-TT-AC-GC-GT-AA-TG-CA-TG-CT-AA-TA-TG-CT-AC-GC-GA-TT-AG-CG-CA-TG-CA-TT-AC-GG-CA-TA-TT-AG-CA-TC-GC-GA-TT-AG-CC-GA-TT-AC-GT-AT-AA-TC-GT-AG-CC-GA-TT-AG-CG-C

C-GC-GA-TT-AT-AA-TA-TA-TT-AC-GG-CC-GT-AA-TG-CT-AC-GA-TT-AC-GC-GT-AA-TG-CA-TA-TT-AA-TA-TG-CT-AC-GC-GA-TT-AG-CG-CA-TG-CA-TT-AC-GG-CA-TA-TT-AG-CA-TC-GC-GA-TT-AG-CC-GA-TT-AC-GT-AT-AA-TC-GT-AG-CC-GA-TT-AG-CG-C

C-GC-GA-TT-AT-AA-TA-TA-TT-AC-GG-CC-GT-AA-TG-CC-GC-GA-TT-AC-GC-GT-AA-TG-CA-TA-TT-AA-TA-TG-CC-GC-GT-AA-TT-AG-CG-CA-TG-CA-TT-AC-GG-CA-TA-TT-AG-CA-TC-GC-GA-TT-AG-CC-GA-TT-AC-GC-GT-AA-TC-GT-AA-TC-GA-TT-AG-CG-C

✃

✃

✃

✃

✃

2122

201918171615141312

111098765

3

12

Núm

ero

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4

P-1 P-2 P-3 P-4 P-5

I

II


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25ANEXO

ATIVIDADE 7

Interpretando restos e impressões fósseis

Nome: Série:

N S

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O

ILU

STR

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ÕE

S: A

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26 ANEXO

ATIVIDADE 8

Construindo um anuário do tempo geológico

Nome: Série:

Pesquise, no livro texto, na Tabela 11.1, o tempo aproxi-mado em que ocorreram eventos importantes na história davida na Terra. Como critério, considere sempre a datação maisantiga. Por exemplo, se, na tabela, a data de um evento é entre360 milhões e 348 milhões de anos atrás, escolha 360 mi-lhões. Com os dados encontrados, preencha a primeira colunada tabela abaixo.

O passo seguinte é “condensar” os 4,6 bilhões de anos deexistência de nosso planeta em um ano e construir um “Anuá-rio do Tempo Geológico”.

Esse anuário tem o formato de um calendário com dozemeses; nele deve-se marcar a ocorrência de eventos impor-tantes na história da vida. Por exemplo, nesse calendário, aTerra surgiu no dia 1o de janeiro, correspondendo a 4,6 bi-lhões de anos atrás. Para obter o valor de um dia nesse Anuá-rio do Tempo Geológico, dividem-se os 4,6 bilhões de anosde existência da Terra pelos 366 dias do calendário (consi-deramos um ano bissexto). Assim, um dia é equivalente a12.586.000 (12,586 milhões) de anos. Dividindo-se esse va-lor por 24 (o número de horas do dia), obtém-se o equiva-lente a uma hora no anuário: 523 mil anos. Se dividirmos ovalor, em anos, de uma hora por 60 (o número de minutos

em uma hora), obteremos o valor de um minuto no anuário:8.700 anos.

Por exemplo, para calcular quantos dias teriam se passa-do, em nosso ano geológico, desde o surgimento da Terra atéos primeiros vestígios de seres vivos, basta subtrair 3,5 bi-lhões de anos (primeiros vestígios de vida) de 4,6 bilhões deanos (origem da Terra) e dividir o resultado por 12,586 mi-lhões (4.600.000.000 - 3.500.000.000 = 1.100.000.000 ÷÷ 12.586.000 = 87 dias).

Assim, no Anuário do Tempo Geológico, os primeirosvestígios de seres vivos surgiram em 27 de março (87 diasapós o surgimento da Terra).

Para calcular eventos ocorridos há poucos milhões de anos,é mais fácil considerar o número de horas ou de minutos econtar o tempo a partir do final do ano. Por exemplo, paralocalizar no anuário a origem da espécie humana moderna(150 mil anos atrás), basta dividir 150.000 por 8.700 (o valorde um minuto em nosso anuário): 150.000 ÷ 8.700 = 17. Issoquer dizer que a espécie humana surgiu apenas 17 minutosantes de nosso ano imaginário terminar, ou seja, às 23h43mindo dia 31 de dezembro. Depois de preencher a tabela abaixo,registre os eventos no anuário impresso na outra página.

DADOS PARA A CONSTRUÇÃO DO ANUÁRIO DO TEMPO GEOLÓGICO

EventoOcorrido há

aproximadamente

Primeiras evidênciasde seres vivos


Origem dos sereseucarióticos

Abundância de fósseis(“explosão cambriana”)


Origem dos anfíbios

Origem dos répteis

Origem dos dinossaurose dos mamíferos

Extinção dos dinossauros e início daexpansão dos mamíferos

Origem dos primatas

Ancestral comum de pongídeos ehominídeos

Primeiros hominídeos

Origem da epéciehumana moderna

Dias decorridos emnosso anuário Dia do evento


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27ANEXO

ATIVIDADE 8

Construindo um anuário do tempo geológico

Nome: Série:

28 28 30 31

MARÇO

S T Q Q S S D

1 2 3

4 5 6 7 8 9 10

11 12 13 14 15 16 17

18 19 20 21 22 23 2426 26 27

OUTUBRO

S T Q Q S S D

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 29 30 31

29

FEVEREIRO

S T Q Q S S D

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

DEZEMBROS T Q Q S S D

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 2926 27 28

30 31

ABRIL

S T Q Q S S D

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

29 30 30 31

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 29

MAIO

S T Q Q S S D

3027 28 29

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

JUNHO

S T Q Q S S D

JULHO

S T Q Q S S D

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

29 30 31

S T Q Q S S DAGOSTO

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 29 30 31

SETEMBRO

S T Q Q S S D

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 2926 27 28

30

28 28 30

1 2 3

4 5 6 7 8 9 10

11 12 13 14 15 16 17

18 19 20 21 22 23 2426 26 27

NOVEMBRO

S T Q Q S S D

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

29 30 31

JANEIRO

S T Q Q S S DOrigemda Terra

4,6 bilhõesde anos


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TRABALHANDO COM MAPAS DE CONCEITOS

Trabalhando com mapasde conceitos

� O que são mapas de conceitos?Mapas de conceitos são diagramas bidimen-

sionais que relacionam conceitos de uma determinadaárea de conhecimento. O termo “conceito” temdiversas conotações, dependendo do contexto em queé utilizado. Nos mapas de conceitos, o termo conceitoé definido como “um rótulo usado para caracterizarobjetos ou eventos”. Objeto, por sua vez, é qualquerentidade material, e evento é um acontecimentoqualquer, real ou imaginário. Por exemplo, o rótuloque identifica o objeto “cadeira” relaciona-se a umconjunto de características, tais como ter pernas, terassento individual, ter encosto, servir para sentar etc.O conceito de “inseto” refere-se a animais queapresentam três pares de pernas, um par de antenase corpo constituído por cabeça, tórax e abdome, entreoutras características.

Conhecer e compreender as características quedefinem um conceito é essencial para aprendê-lo.Como essas características também são conceitos,o aprendiz deve conhecê-los previamente ou deveaprendê-los simultaneamente ao novo conceitotrabalhado. Por exemplo, para se aprender o con-ceito de DNA é preciso dominar diversos concei-tos prévios, desde as noções básicas do que é umasubstância até o conceito espec íf ico de“desoxirribonucleotídio”, a unidade que compõea molécula de DNA. Nesse aspecto, os mapas deconceitos são particularmente úteis, pois permi-tem identificar rapidamente quais são os concei-tos prévios necessários ao aprendizado de novosconceitos. A importância dos conceitos préviospara a aprendizagem significativa é o ponto cen-tral da teoria de aprendizagem de Ausubel, a par-tir da qual os mapas de conceitos foram desen-volvidos.

A proposta básica dos mapas de conceitos é tor-nar claras as relações importantes que há entre con-ceitos de uma área de conhecimento. Em sua formamais simples, um mapa de conceitos consiste em doisconceitos unidos por uma ou mais palavras de liga-ção, formando uma proposição; esta expressa a re-lação que há entre os dois conceitos considerados.Por exemplo, os conceitos “DNA” e “CADEIASPOLINUCLEOTÍDICAS”, unidos pela frase de ligação“é constituído por duas”, formam a proposição:

� Importância dos mapas deconceitos

Os mapas de conceitos foram desenvolvidos noinício da década de 1970 pela equipe de Joseph Novakpara serem utilizados em pesquisas educacionais. Noentanto, logo se percebeu o valor dos mapas comotécnica de ensino-aprendizagem, e eles passaram aser utilizados com sucesso tanto na área da educa-ção como em outras atividades que envolvemestruturação de conhecimentos.

Mapas de conceitos dependem do contexto,ou seja, um mesmo grupo de conceitos pode serorganizado de diferentes maneiras, dependendodas relações conceituais a que se dá prioridade.Os mapas organizam o conhecimento, o que fa-cilita a estudantes e a professores vislumbrarmaior número de significados no material deaprendizagem. Mapas de conceitos tornam cla-ras as idéias-chave que devem ser focalizadas emqualquer atividade de ensino-aprendizagem, for-necendo um roteiro das etapas que se devem

CADEIASPOLINUCLEOTÍDICAS

DNA é constituídopor duas ➤

O encadeamento de várias proposições aumentaa complexidade do mapa. Observe, a seguir, váriasproposições interligadas relativas ao DNA:

é constituídopor duas

DUPLA-HÉLICE

DESOXIRRIBO-NUCLEOTÍDIOS

DUPLICAÇÃO SEMI-CONSERVATIVA

CADEIAS POLI-NUCLEOTÍDICAS

dispõem-se noespaço como uma

➤

➤

➤

➤

POLIMERASEDO DNA

➤

é catalisadapela

LIGAÇÕES DEHIDROGÊNIO

➤

➤

apresenta

DNA

sãoconstituídas

por

mantêm-seemparelhadaspor meio de

separam-sena


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seguir para conectar conceitos em proposições.Dessa forma, os mapas contribuem para aumen-tar a precisão e a qualidade do trabalho pedagó-gico.

Entre as diversas utilidades dos mapas de concei-tos como organizadores prévios da atividade de ensi-no, podem-se destacar as seguintes:

a) aumentam a integração de conceitos;

b) diminuem a possibilidade de omissão de concei-tos importantes;

c) aumentam as chances de encontrar múltiplos ca-minhos para a construção de significados.

Como auxiliadores do processo de aprendizagem,os mapas de conceitos ajudam os estudantes, entreoutras coisas, a:

a) ter uma compreensão mais unificada de um tópico;

b) organizar o conhecimento para solucionar problemas;

c) compreender melhor o processo de aprendizagem.

Os mapas de conceitos também fornecem umsumário esquemático do conteúdo aprendido.

Sobre o emprego de mapas de conceitos emBiologia, Schmidt e Telaro (1990) dizem o seguinte:“Biologia é tão difícil de se aprender porque lidacom uma grande quantidade de conceitos não-familiares ao aprendiz e que apresentam relaçõescomplexas entre si. A estratégia dos estudantes paralidar com material não-familiar [e sem ligação evi-dente com sua rede cognitiva] é o aprendizado pormemorização, que falha completamente diante dascomplexas interações conceituais inerentes àBiologia. Nesse sentido, os mapas de conceitosfavorecem o aprendizado com significado eparecem ser o caminho ideal para tratar o conteúdobiológico”.

Mapas de conceitos são ferramentas importan-tes no planejamento e na preparação de atividadesdidáticas, além de auxiliarem os estudantes em suaaprendizagem formativa. E quando o estudanteaprende a fazer mapas de conceitos, estes tambémpodem ser usados como poderoso instrumento deavaliação.

� Etapas da construção de mapasde conceitos

A elaboração de um mapa de conceitos inicia-secom a identificação das idéias e conceitos mais im-portantes em determinado assunto. Esse processo,por si só, já ajuda a separar os princípios gerais dosdetalhes. Novak e Gowin (1996) propõem uma es-

tratégia para ensinar aos estudantes a construção demapas de conceitos, que apresentamos resumidamen-te a seguir.

Atividades preparatórias

1. Caracterizando objetos e eventos

Apresente aos estudantes duas listas de pala-vras, uma de objetos (por exemplo, cachorro, gato,panela, cadeira, caneta etc.) e outra de eventos (porexemplo, jogo, chuva, amor, festa, pensamentoetc.). Pergunte se eles são capazes de diferenciaras duas listas; ajude-os a perceber que a primeiralista trata de entidades com existência material, e asegunda, de acontecimentos.

2. Trabalhando com a noção de conceito

Peça aos estudantes que descrevam o que pen-sam quando ouvem cada uma das palavras da pri-meira e da segunda lista. Ajude-os a reconhecer que,embora utilizando as mesmas palavras, cada pessoapensa em coisas ligeiramente diferentes. Apresente anoção de conceito como o conjunto das representa-ções mentais que associamos a cada palavra. Pala-vras são rótulos para conceitos, mas cada pessoa lhesatribui um significado próprio.

3. Apresentando as palavras de ligação

Apresente aos estudantes uma lista de palavras,tais como: é, foram, tem, quanto, quem, como, onde,o, um, com etc. Peça a eles que descrevam o quepensam quando ouvem ou lêem cada uma dessaspalavras. Faça-os perceber que elas não têm signifi-cado próprio, mas que são palavras de ligação, utili-zadas junto com conceitos para construir proposiçõescom significado.

4. Distinguindo nomes próprios de conceitos

Apresente uma lista de nomes próprios, taiscomo: Ana, João, Brasil, Canadá etc. Peça aos es-tudantes que descrevam o que pensam quandoouvem ou lêem cada uma dessas palavras. Faça-osperceber que nomes próprios não são conceitos,sendo empregados para designar pessoas e luga-res específicos. Utilize esses exemplos para fazera distinção entre rótulos que descrevem regu-laridades em eventos ou objetos (os conceitos) denomes de objetos e eventos específicos (nomespróprios).

5. Construindo proposições

Apresente duplas de conceitos e palavras de li-gação entre eles para construir sentenças que ilus-trem como essas combinações podem expressar sig-


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nificados. Peça aos estudantes que descrevam o quepensam ao ouvir ou ler cada uma das sentenças: “Cé-lulas têm metabolismo” ou “Seres vivos são forma-dos de células”, por exemplo. Peça a eles que cons-truam frases curtas semelhantes a essas, identifican-do as palavras-chave e classificando os conceitos emeventos ou objetos.

6. Aprendendo novos conceitos

Apresente aos estudantes uma lista de palavrasnão familiares a eles, mas que designem conceitos jáconhecidos, como por exemplo, Canis, lúgubre, con-ciso etc. Essas palavras têm um significado especial eajudam os estudantes a perceber que os significadosdos conceitos não são rígidos e fixos, mas podemampliar-se e mudar à medida que se aprende.

Mapeando os conceitos

1. Selecionando conceitos em um texto

Escolha um texto que contenha um conjunto deconceitos interligados. Peça aos estudantes que sele-cionem uma lista dos conceitos relevantes para o temaque está sendo estudado.

2. Classificando os conceitos selecionados

Solicite aos estudantes que classifiquem os con-ceitos selecionados por ordem decrescente de impor-tância (ou de abrangência). Em geral, não há plenaconcordância entre os estudantes quanto à ordena-ção obtida, mas as diferenças são pequenas. Isso ocor-re porque pode haver mais de uma maneira de ver osignificado de um texto.

3. Iniciando a construção do mapa

Após avaliar a importância relativa dos conceitosselecionados, solicite aos estudantes que escrevamfrases curtas de ligação entre os conceitos de modo aformar proposições válidas. Dentro de cada proposi-ção, os conceitos podem ser unidos por uma linhasobre a qual é escrita a frase de ligação. Uma boamaneira para iniciar a prática de construção dos ma-pas é escrever os conceitos e as palavras de ligaçãoem retângulos de papel, tentando então arranjá-losde modo a formar relações válidas.

4. Identificando ligações cruzadas

Procure identificar ligações cruzadas entre concei-tos de um setor do mapa com conceitos de outros seto-

res. Quanto maior é o número de relações identificadas,mais detalhado é o conhecimento sobre o assunto.

5. Rearranjando o mapeamento inicial

As primeiras tentativas de mapeamento dos con-ceitos resultam, em geral, em mapas espacialmenteassimétricos ou com blocos de conceitos mal locali-zados em relação a outros. Esclareça os estudantesque geralmente é necessário reconstruir um mapapara obter uma representação adequada das propo-sições e que proporcione uma leitura fluente das re-lações entre os conceitos.

6. Testando o aprendizado de construção

Selecione novos textos e solicite a cada estudan-te, ou grupo de estudantes, que elabore mapas deconceitos segundo os critérios apresentados anteri-ormente. Peça aos estudantes que façam a versãofinal dos mapas em folhas de tamanho grande, o quefacilita a discussão em classe. Sugira que um dos es-tudantes, responsável pela construção de um mapa,o apresente à classe, explicando-o. Estimule a com-paração entre mapas feitos sobre um mesmo texto,para mostrar suas semelhanças e diferenças.

� Para saber maisNOVAK, J. D. & GOWIN, D. B. Aprendendo a

aprender. Lisboa: Plátano Edições Técnicas, 1996.

KINCHIN, I. M. Concept mapping in Biology.Journal of Biological Education, v. 34, p. 61-68, 2000.

SCHMIDT, R. F. & TELARO, G. Concept mappingas an instructional strategy for high school biology.Journal of Educational Research, v. 84, p. 78-85, 1990.

TAYLOR, M. Student Study Guide for Campbell’sBiology. 2th ed. New York, Benjamin/Cummings, 1990.

Perspectives on Concept Mapping. Journal ofResearch in Science Teaching, v. 27 (edição especial),1990.

� Exemplos de mapas de conceitosNas páginas seguintes apresentamos exemplos

de mapas de conceitos referentes ao conteúdo destevolume.


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Pen

al e

Lei

9.6

10 d

e 19

de

feve

reiro

de

1998

.

Mapa de conceitos 1 - ALELOS MÚLTIPLOS E GRUPOS SANGÜÍNEOS

➤

na condiçãohomozigótica

determina

➤

não pode serdoado para

na condiçãohomozigótica determina

GENE(S)

ALELOS

podem apresentar formasalternativas chamadas

DNA

são constituídospor trechos demoléculas de

DIPLÓIDES

ocorrem aos paresem organismos

ALELOSMÚLTIPLOS

quando há três ou mais deum mesmo gene fala-se em

SISTEMA ABO

ocorrem, por exemplo, nadeterminação genética do

é umsistema de

é determinadoporum outro exemplo na

espécie humana é o

SISTEMA Rh

é determinadopor

ALELO R ALELO r

ALELO IA ALELO IB ALELO i

é dominantesobre o

sua presençadetermina

pode serdoado para

➤➤

➤➤

➤GRUPOSSANGÜÍNEOS

➤

➤➤

➤

➤SANGUE

Rh+

➤

➤ ➤

é dominantesobre o

é dominantesobre o

➤

não temdominância

sobre

➤➤

➤➤

SANGUE AB SANGUE A SANGUE B SANGUE O

juntosdeterminam

na condiçãohomozigótica ou com o

alelo i determina

na condiçãohomozigótica ou com o

alelo i determina

➤ ➤ ➤

DOADORAUNIVERSAL

RECEPTORAUNIVERSAL

ANTICORPOSANTI-Rh

SANGUERh-

AGLUTININAANTI-A

AGLUTININAANTI-B

AGLUTINOGÊNIO A

AGLUTINOGÊNIO B

tem nashemácias

tem nashemáciasapenas

tem nashemáciasapenas

não temnas hemácias

não tem noplasma

tem noplasma

tem noplasmaapenas

tem noplasmaapenas

em pessoassensibilizadaspode conter

➤

➤ ➤ ➤

➤

➤

➤

➤

➤

➤

➤

➤

a pessoa que o possuié chamada de

➤➤

➤

a pessoa que o possui échamada de

➤

➤

EXEMPLOS DE MAPAS DE CONCEITOS


32

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de

feve

reiro

de

1998

.

Mapa de conceitos 2 - LIGAÇÃO GÊNICA

➤

➤

emparelham-se na

MEIOSE

permite recombinargenes de paresdiferentes de

ocorre na

➤

➤

SEGREGAÇÃOINDEPENDENTE

ocorre tambémpor meio da

leva à

ocorre naprófase I da

➤

➤

RECOMBINAÇÃOGÊNICA

MAPACROMOSSÔMICO

UNIDADE DEMAPA

sua freqüência é usada naconstrução do

usam como unidade dedistância entre genes a

equivale a1% de

➤

➤

➤

podemapresentar

é a troca depedaços

entre

é uma representaçãográfica da seqüência de

genes no

PERMUTAÇÃOCROMOSSÔMICA

➤

➤

➤

➤

refere-se à herança de genes de ummesmo par de

LIGAÇÃOGÊNICA

CROMOSSOMOSHOMÓLOGOSALELOS

➤

têm

ocupam o mesmolócus em

➤



33

Rep

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proi

bida

. Art

.184

do

Cód

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Pen

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Lei

9.6

10 d

e 19

de

feve

reiro

de

1998

.

Mapa de conceitos 3 - HERANÇA GENÉTICA E SEXO

CROMOSSOMO Z

CROMOSSOMO W

DALTONISMO

HEMOFILIA

GENESHOLÂNDRICOS

HOMEM

MULHER

➤

➤

➤

➤➤

➤

➤

➤ ➤

➤

➤

➤

➤

➤

➤ ➤

SEXOHOMOGAMÉTICO

CROMOSSOMOSSEXUAIS

SEXOHETEROGAMÉTICO

SISTEMA DE DETERMINA-ÇÃO DO SEXO

SISTEMAXY

SISTEMAXO

SISTEMAZW

➤

CROMOSSOMO Y

➤

CROMOSSOMO X

os que variam nossexos são chamados

CROMOSSOMOS

os que não variamnos sexos são

chamados

na espéciehumana é a

na espéciehumana é o

constituem um parequivalente no

variamde acordo com o

podeser

nesse sistema asfêmeas têm um par de nesse sistema os

machos têm um par de

nesse sistemaos machos têm nesse sistema

as fêmeas têm

seus genes sãochamados

CROMATINASEXUAL

HERANÇAAUTOSSÔMICA

➤

seus genes seguema chamada

AUTOSSOMOS

HERANÇA LIGADA AOCROMOSSOMO X

➤

seus genes seguem a

➤

constituem um parnão-equivalente no

nesse sistemaos machos têm

apenas um

um deles é inativado nasfêmeas de mamíferos

formando a

na espéciehumana essa

herança ocorre,por exemplo, na(o)

➤

➤



34

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bida

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.184

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Cód

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reiro

de

1998

.

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➤

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➤

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➤

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➤

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35

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de

1998

.

Mapa de conceitos 5 - CADEIAS E TEIAS ALIMENTARES

➤

➤➤

os principaissão

➤

➤

➤➤

servem dealimento para os ➤

➤

➤

CADEIA(S)ALIMENTAR(ES)

PRODUTOR(ES) CONSUMIDOR(ES) DECOMPOSITOR(ES)

TEIAALIMENTAR

em conjunto nacomunidade formam a

➤ ➤ ➤

CONSUMIDOR(ES)PRIMÁRIO(S)

podem ser

etc.

➤

➤

➤

➤

é o que sealimenta dos

CONSUMIDOR(ES)SECUNDÁRIO(S)

CONSUMIDOR(ES)TERCIÁRIO(S)



servem dealimento para os ➤

➤

➤

é um tipoespecial de

BACTÉRIAS

FUNGOS

PROTOZOÁRIOS

PLANTAS

ANIMAIS

ALGAS

SERESAUTOTRÓFICOS

SERESHETEROTRÓFICOS

FOTOSSÍNTESE

a maioriarealiza

SUBSTÂNCIASORGÂNICAS

são

são

é o principalprocesso de

formação das

NÍVEISTRÓFICOS

são certostipos de

➤

são

➤

➤

e certostipos de

➤

➤

utilizam comoalimento cadáveresde seres de todos

os outros

➤

compõe-se de trêsprincipais

são representa-dos por

➤

➤

é a seqüência em que ocorre atransferência de substânciasorgânicas do alimento entre

➤

➤ PLANTAS

➤BACTÉRIAS

AUTOTRÓFICAS



36

Rep

rodu

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.184

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1998

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37

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38

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39RESPOSTAS ÀS QUESTÕES DAS ATIVIDADES

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RESPOSTAS ÀS QUESTÕES DAS ATIVIDADESCAPÍTULO 1

AS ORIGENS DA GENÉTICAGUIA DE ESTUDO

1. Genética é a área da Biologia que estuda a herança biológica,ou hereditariedade, que é a transmissão de características deuma geração à geração seguinte.

2. A hipótese da pangênese, originalmente proposta por Hipócrates,admitia que cada órgão ou parte do corpo de um organismovivo produziria partículas hereditárias chamadas de gêmulas, queseriam transmitidas aos descendentes no momento da concep-ção. Por exemplo, uma pessoa produziria, nos olhos, gêmulasde olho, nos braços, gêmulas de braço, no fígado, gêmula defígado, e assim por diante. Essas gêmulas provenientes de todasas partes do corpo migrariam para o sêmen do macho e da fê-mea e seriam passadas para os filhos. O novo ser teria seu corpoelaborado a partir das gêmulas recebidas dos pais, daí advindoas semelhanças entre pais e filhos.

3. A teoria da pré-formação postulava a existência de um ser pré-formado no ovo fertilizado; o desenvolvimento consistia apenasem seu crescimento. Os pré-formistas dividiam-se entre os queadmitiam ser o óvulo o portador do ser pré-formado (ovistas) eos que afirmavam sua presença no esperma (espermistas).

4. A teoria da epigênese postulava que o ovo fertilizado contémum material inicialmente amorfo, com potencial para originar umnovo ser; este se estrutura e se diferencia à medida que o desen-volvimento ocorre.

5. Em 1841 foram observados todos os estágios de transformaçãode células dos testículos em espermatozóides. Pouco tempodepois, demonstrou-se que os espermatozóides de rã entramno óvulo durante a fecundação.

6. Na segunda metade do século XVII, o médico holandês Regnierde Graaf relacionou os inchaços observados na superfície dosovários de fêmeas de mamíferos, na época da reprodução, coma formação de elementos reprodutivos. Em 1828, descobriu-seo óvulo no interior do folículo ovariano. A natureza celular dosóvulos foi estabelecida em 1829; em 1861 chegou-se à conclu-são de que o óvulo dos animais vertebrados é uma única célula.

7. Cromossomos são os fios finos e longos, com grande afinidadepor corantes, que se tornam visíveis no núcleo das células emprocesso de divisão. Cromátide é cada um dos dois fios queformam cada cromossomo de uma célula em início de divisão eque se separam para constituir os núcleos das células-filhas.Centrômero é a região dos cromossomos onde uma cromátidese une à sua irmã e por meio da qual os cromossomos se unemàs fibras do fuso para serem puxados para pólos celulares opos-tos. Mitose foi o termo usado por Flemming para descrever asalterações no núcleo celular, durante a divisão de uma célula, eque mais tarde se tornou sinônimo de divisão celular.

8. No início da divisão de uma célula os cromossomos se condensamtornando-se progressivamente mais curtos e grossos. Flemmingchamou a atenção para o fato de que, nessa fase, eles já estãoduplos. Em uma etapa seguinte do processo, o limite do núcleodesaparece e os cromossomos se espalham pelo citoplasma. Eles,então, se deslocam para a região equatorial da célula e se pren-dem a fibras do fuso. Imediatamente após terem se alinhado naregião equatorial da célula, os dois fios que constituem cadacromossomo (cromátides-irmãs) se separam e passam a se deslo-car para pólos opostos, puxados por fibras do fuso unidas a seuscentrômeros. Ao chegarem aos pólos da célula, os cromossomosse descondensam e formam dois núcleos-filhos idênticos entre si.Enquanto os núcleos-filhos se reestruturam nos pólos da célula, ocitoplasma se divide, dando origem a duas novas células.

9. Weismann previu que, na formação dos gametas, deveria ocor-rer um tipo diferente de divisão celular, em que o número decromossomos das células-filhas seria reduzido à metade.

10. Descobriu-se que, durante a formação dos gametas, ocorremduas divisões celulares sucessivas, após uma única multiplicaçãocromossômica, de modo que as quatro células-filhas formadasficam com metade do número de cromossomos existente nacélula original — como Weismann previu que deveria acontecer.Essas duas divisões são mitoses modificadas e foram denomina-das meiose (do grego meíosis, diminuição).

11. Na primeira divisão da meiose, os cromossomos homólogos seemparelham, formando os bivalentes, ou tétrades. Cada cromos-somo de um bivalente se prende a fibras de pólos opostos, de modoque um dos cromossomos do par, com suas duas cromátides, mi-gra para um dos pólos da célula e o outro, para o pólo oposto.Assim, o que se separa na primeira divisão da meiose são oscromossomos homólogos e não as cromátides-irmãs, como em umamitose. Na mitose, cada cromossomo se prende individualmente afibras de ambos os pólos do fuso, de modo que uma das cromátidesmigra para um dos pólos e a cromátide-irmã, para o pólo oposto.

12. A resposta deve estar de acordo com a Fig. 1.5.

QUESTÕES PARA PENSAR E DISCUTIR

QUESTÕES OBJETIVAS

13. c 14. a 15. c 16. d 17. b

QUESTÕES DISCURSIVAS

18. Os gametas são a única ligação física entre as gerações e, por-tanto, devem conter toda a informação hereditária.

19. A meiose reduz o número de cromossomos das células à meta-de, ou seja, por meio dela células diplóides (2n) originam célulashaplóides (n). Na fecundação, ocorre a fusão de dois gametas,que são células haplóides, reconstituindo a condição diplóidetípica da espécie; os biólogos costumam dizer que a fecundaçãocontrabalança a redução cromossômica ocorrida na meiose.

Célula-mãe antesda duplicação dos

cromossomos

Célula-mãe após a duplicaçãodos cromossomos

MEIOSE MITOSE

Separação dascromátides-irmãs

Separação dascromátides-irmãs

A meiose forma4 células commetade donúmero decromossomosda célula-mãe:4 células n

A mitose forma2 células como mesmo númerode cromossomosda célula-mãe: 2células 2n

Separação doscromossomos homólogos

JUR

AN

DIR

RIB

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40 RESPOSTAS ÀS QUESTÕES DAS ATIVIDADES

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CAPÍTULO 2

Lei da segregaçãogenética

GUIA DE ESTUDO

1. Mendel escolheu como material de estudo a ervilha-de-cheiroPisum sativum. As principais razões que o levaram a optar poressa espécie foram: a) facilidade de cultivo; b) existência de varie-dades facilmente identificáveis por características marcadamentedistintas; c) ciclo de vida curto, que permite obter várias geraçõesem pouco tempo; d) descendência fértil ao cruzar variedades di-ferentes; e) facilidade de realizar polinização artificial.

2. Autofecundação, no caso de plantas, é a fecundação dos óvu-los de uma planta por seus próprios grãos de pólen. As ervilhassão leguminosas e apresentam fruto em forma de vagem (legu-me). A flor da ervilha é hermafrodita, isto é, possui órgãosreprodutores masculinos e femininos, que ficam encerrados emuma espécie de quilha formada por duas pétalas modificadas esobrepostas. A quilha impede a polinização por pólen de outrasflores; conseqüentemente, os óvulos de uma flor são quase sem-pre fecundados por seus próprios grãos de pólen, processo de-nominado autofecundação.

3. Para realizar fecundação cruzada entre duas plantas de ervilha,é preciso abrir previamente a quilha de algumas flores e cortarsuas anteras, o que corresponde a “castrar” a parte masculina.Quando a parte feminina está madura, abre-se novamente aquilha e coloca-se, sobre o estigma, pólen retirado de floresintactas de outra planta. Assim, podem-se cruzar variedades dis-tintas e obter sementes híbridas.

4. Para Mendel, eram puras as linhagens que, por autofecundação,davam origem somente a plantas iguais a si. Uma linhagem puraalta, por exemplo, quando autofecundada ou cruzada com ou-tra idêntica a si, só produz descendentes altos. Linhagens híbri-das são aquelas que, cruzadas com uma linhagem pura, produ-zem descendentes de dois tipos.

5. Mendel observou que os indivíduos híbridos da geração F1 eramsempre iguais a um dos pais. Por exemplo, os híbridos origina-dos do cruzamento de plantas puras altas com plantas purasanãs eram sempre altos e indistinguíveis da planta alta pura.O traço “baixa estatura” aparentemente desaparecia na geraçãoF1. No entanto, a autofecundação das plantas híbridas produziauma descendência constituída por plantas altas e por plantasanãs. Isso levou Mendel a concluir que, nas plantas da geraçãoF1, o traço de um dos pais ficava “em recesso”, isto é, encober-to, reaparecendo novamente na geração F2. O traço que desa-parecia nas plantas híbridas foi chamado de recessivo, enquan-to o traço que se manifestava foi chamado de dominante.No caso da estatura das plantas, o traço alto é dominante e otraço baixo, recessivo.

6. Alguns predecessores de Mendel já haviam observado que cer-tos traços desapareciam em uma geração, reaparecendo na ge-ração seguinte. A originalidade de Mendel consistiu em estabe-lecer a relação entre as quantidades de plantas que exibiam otraço dominante e as que exibiam o traço recessivo, ou seja, aproporção (ou razão) entre os dois tipos de planta da geraçãoF2. Essa visão matemática, quantitativa, aplicada aos cruzamen-tos, foi uma das grandes novidades que Mendel introduziu nosestudos genéticos.

7. O fato de as proporções entre os traços dominantes e recessivosserem tão parecidas, em todas as características analisadas, le-vou Mendel a pensar na existência de uma lei geral, responsávelpela herança das características em ervilhas.

8. Para explicar o desaparecimento do caráter recessivo em F1 e seureaparecimento em F2, na proporção de 3 dominantes para 1recessivo, Mendel elaborou uma hipótese, cujas premissas são:a) cada característica hereditária é determinada por fatores, herda-dos em igual quantidade da mãe e do pai; b) os fatores de cada parseparam-se (Mendel utilizou o termo “segregam-se”) quando osindivíduos produzem gametas; se o indivíduo é puro quanto adeterminada característica, todos os gametas que ele forma te-rão o mesmo fator para aquela característica; se o indivíduo éhíbrido, ele produzirá dois tipos de gameta, em mesma propor-ção, metade com o fator para um dos traços e metade com ofator para o outro.

9. O aspecto essencial da hipótese proposta por Mendel é a sepa-ração dos fatores hereditários na formação dos gametas. Esseprincípio ficou conhecido como lei da segregação dos fatores,ou primeira lei de Mendel, e pode ser enunciado nos seguintestermos: os fatores que condicionam uma característica segre-gam-se (separam-se) na formação dos gametas; estes, portan-to, são puros com relação a cada fator.

10. Em 1902, enquanto estudava a formação dos gametas em ga-fanhotos, o norte-americano Walter S. Sutton notou surpreen-dente semelhança entre o comportamento dos cromossomoshomólogos, que se separam durante a meiose, e os fatores ima-ginados por Mendel. Sutton lançou a hipótese de que os paresde fatores hereditários estariam localizados em cromossomoshomólogos, de tal maneira que sua separação na meiose levariaà segregação dos fatores. Na mesma época, o pesquisador ale-mão Boveri lançou também a hipótese de que os fatores heredi-tários estariam localizados nos cromossomos.

11. Hoje sabemos que os fatores a que Mendel se referiu são os genes(do grego genos, que origina), e que eles realmente estão localiza-dos nos cromossomos, como Sutton e Boveri haviam previsto.O par de fatores imaginado por Mendel corresponde ao par dealelos de um gene, localizados em um par de cromossomos homó-logos. É a separação dos cromossomos homólogos na divisão I dameiose o fenômeno responsável pela segregação dos fatores here-ditários. A descoberta da lei da segregação, chave para a compre-ensão da herança biológica, ilustra o poder do modo científico depensar e proceder. Mesmo sem conhecer a natureza e a localizaçãodos fatores genéticos, Mendel descobriu a lei que rege seu com-portamento. Seus sucessores terminaram de montar o quebra-ca-beça da segregação quando a Citologia avançou e permitiu desco-brir quem eram e onde se localizavam os fatores genéticos.

12. A) Os filhos herdam dos pais “instruções genéticas”, os genes, apartir das quais desenvolvem suas características. B) Os genessão transmitidos pelos gametas. C) Cada gameta contém umconjunto completo de genes (um genoma), típico da espécie. D)Os genes ocorrem aos pares em cada indivíduo, pois este seforma pela fusão de dois gametas, um de origem materna e ooutro de origem paterna. E) As duas versões de cada gene, umarecebida do pai e outra da mãe, são denominadas alelos, e nãose misturam no filho, separando-se quando este forma gametas.

13. O indivíduo portador de dois alelos iguais de um gene é deno-minado homozigótico, chamado de puro por Mendel. Se apre-sentar dois alelos diferentes do gene, o indivíduo é chamadode heterozigótico (ou híbrido, na terminologia mendeliana).No exemplo da cor da pelagem de coelhos, os indivíduos daslinhagens chinchila pura e albina são homozigóticos AA e aa,respectivamente. Os descendentes do cruzamento entre coe-lhos dessas duas linhagens são todos heterozigóticos Aa, compelagem cinza. Basta um alelo funcional (A) para produzir pig-mentos do pêlo em quantidades normais.

14. O termo herança monogênica, ou monoibridismo, aplica-se a ca-sos em que apenas um par de alelos de um gene está envolvidona herança da característica. Por exemplo, a herança da caracte-rística cor da semente é um caso de monoibridismo.



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15. É um diagrama para representar o cruzamento entre dois indiví-duos, na forma de uma tabela com colunas correspondentesaos gametas de um dos sexos e com linhas correspondentes aosgametas do sexo oposto.

16. Os geneticistas usam o termo selvagem para se referir às carac-terísticas apresentadas pelos indivíduos que vivem na natureza.As características hereditárias que diferem das selvagens e que,em geral, só estão presentes em populações ou linhagens cria-das em laboratório são chamadas de mutantes. Por exemplo,entre as diversas linhagens mutantes de drosófila, há uma queapresenta apenas rudimentos de asas, característica conhecidacomo asa vestigiaI.


QUESTÕES OBJETIVAS

17. b 18. a 19. d 20. c 21. d 22. c

23. d 24. a 25. d 26. b 27. a 28. b


29. a) O alelo que condiciona o caráter semente amarela (V) é do-minante sobre o alelo que condiciona o caráter semente verde(v), ou seja, o alelo para semente amarela se manifesta mesmona condição heterozigótica (Vv), enquanto o alelo para sementeverde só se manifesta na condição homozigótica (vv). b) Aproxi-madamente 3 : 1 (6.022 sementes amarelas de um total de 8.023e 2.001 sementes verdes de um total de 8.023). c) Sim, porqueos alelos segregam-se ao acaso na formação dos gametas e tam-bém se reúnem ao acaso na fecundação.

30. Esperaria obter 50% de indivíduos heterozigóticos e 50% deindivíduos homozigóticos (metade com o fenótipo dominante emetade com o fenótipo recessivo).

31. Serão amarelas as que apresentarem genótipos VV (1/4) e Vv (2/4).Portanto, a fração de heterozigóticas entre amarelas é 2/3.

CAPÍTULO 3

RELAÇÃO ENTRE GENÓTIPOE FENÓTIPOGUIA DE ESTUDO

1. O termo genótipo refere-se à constituição genética do indiví-duo, ou seja, aos tipos de alelos que ele possui. Estamos nosreferindo ao genótipo quando dizemos, por exemplo, que umaplanta de ervilha é homozigótica dominante para cor doscotilédones, isto é, possui dois alelos dominantes (VV), ouheterozigótica, possui um alelo dominante e um recessivo (Vv).O termo fenótipo (do grego pheno, evidente, e typos, caracte-rístico) é empregado para designar as características apresenta-das por um indivíduo, sejam elas morfológicas, fisiológicas oucomportamentais. Também fazem parte do fenótipo caracterís-ticas microscópicas e de natureza bioquímica, que necessitamde testes especiais para sua identificação, como o tipo sangüíneoou a seqüência de aminoácidos de uma proteína.

2. A expressão refere-se ao fato de o fenótipo ser resultado dainteração do genótipo com o ambiente. Consideremos, por exem-plo, duas pessoas que tenham os mesmos tipos de alelo para pig-mentação da pele; se uma delas toma sol com mais freqüênciaque a outra, suas tonalidades de pele — fenótipos — serão dife-rentes. O fenótipo também sofre transformações com o passar dotempo, basta ver como diversas características de uma pessoa, comoa cor do cabelo ou a textura da pele, modificam-se com a idade.

3. Cruzamento-teste é um tipo de experimento utilizado para sedeterminar o genótipo de um indivíduo de fenótipo dominante.Esse indivíduo é cruzado com um indivíduo de fenótipo recessivoe, portanto, necessariamente homozigótico. Se no cruzamento-teste forem produzidos descendentes com fenótipos dominan-te e recessivo, conclui-se que o genitor testado é heterozigótico.Se, por outro lado, todos os descendentes, em número razoá-vel, tiverem fenótipo dominante, pode-se inferir que o indivíduotestado é homozigótico.

4. O termo “dominante” leva à idéia equivocada de que um aleloinibe a ação de outro. Em nenhuma situação um alelo exercequalquer tipo de ação sobre seu par localizado no cromossomohomólogo. As relações entre os alelos de um gene são decor-rentes do modo como seus produtos afetam o funcionamentocelular. Na maioria dos casos, os alelos que têm sua seqüênciade bases nitrogenadas alterada não se expressam corretamente.

5. Dominância completa é um tipo de relação entre alelos de umgene em que o fenótipo do indivíduo heterozigótico é idênticoao de um dos homozigóticos. Um exemplo é o do gene quedetermina a cor dos cotilédones da semente da ervilha: as se-mentes homozigóticas VV e as heterozigóticas Vv são ambasamarelas, enquanto as sementes vv são verdes. Dominância in-completa é o termo que os geneticistas usam para descreversituações em que o fenótipo dos indivíduos heterozigóticos éintermediário, em termos quantitativos, entre os fenótipos dosdois homozigóticos. Por exemplo, na planta boca-de-leão, osindivíduos portadores de dois alelos idênticos (homozigóticos)de um determinado gene apresentam flores vermelhas, os ho-mozigóticos para a outra versão desse gene apresentam floresbrancas e os heterozigóticos têm flores cor-de-rosa.

6. Os geneticistas chamam de co-dominância a situação em quedois alelos diferentes de um gene se expressam no indivíduoheterozigótico, o qual apresenta, por isso, características deambos os homozigóticos. Um exemplo de alelos co-dominantesé o do gene que determina o sistema MN de grupos sangüíneosna espécie humana. As pessoas homozigóticas AgMAgM apre-sentam apenas o antígeno M na membrana de suas hemácias e,por isso, pertencem ao grupo sangüíneo M. As pessoashomozigóticas AgNAgN apresentam apenas o antígeno N em suashemácias e, por isso, pertencem ao grupo sangüíneo N. Já aspessoas heterozigóticas AgMAgN possuem ambos os antígenosnas hemácias e, por isso, pertencem ao grupo sangüíneo MN.

7. Pleiotropia refere-se à propriedade de um gene afetar mais deuma característica no indivíduo. Por exemplo, o gene quecondiciona a cor da casca da semente em ervilha é pleiotrópico,determinando também a cor da flor e a presença de mancha naaxila das estípulas. Outro exemplo, na espécie humana, é o dealelo que causa a síndrome de Marfan. As pessoas portadorasdesse alelo dominante apresentam aracnodactilia, que se carac-teriza por dedos anormalmente longos, finos e curvos, que lem-bram pernas de aranha, além de outras anomalias ósseas e de-feitos nos olhos, no coração e nos pulmões.

8. Chamamos de genes letais os alelos que causam a morte pre-matura do portador, seja em homozigose, letal recessivo, sejaem heterozigose, letal dominante. Na espécie humana a acon-droplasia, uma forma de nanismo, é condicionada por um alelodominante (D), que interfere com o crescimento dos ossos du-rante o desenvolvimento. Os raros indivíduos que apresentamfenótipo acondroplásico são heterozigóticos (Dd), enquantoo restante da população humana é homozigótica para o alelorecessivo (dd). Nunca foi detectada uma pessoa homozigóticadominante (DD), o que levou os cientistas à conclusão de queo alelo mutante em homozigose tem efeito tão severo que oportador não é viável. Trata-se, portanto, de um alelo letalrecessivo.



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9. Denominamos alelos múltiplos às diferentes versões (mais doque duas) de um determinado gene. Um exemplo clássico dealelos múltiplos é o de um gene envolvido na determinação dacor da pelagem de coelhos. Esse gene possui quatro alelos: C,que determina pelagem castanho-acinzentada (selvagem ouaguti); cch, que determina pelagem cinzento-prateada (chinchila);ch, que determina pelagem branca com extremidades (patas,focinho, orelhas e cauda) escuras (himalaia); c, que condicionapelagem branca (albina).

10. Chamamos de variação descontínua a situação em que os diver-sos genótipos correspondem a fenótipos alternativos bem dis-tintos. Por exemplo, no caso da cor dos cotilédones em ervilha,ou eles são amarelos, genótipos VV e Vv, ou verdes, genótipovv. No caso da cor da flor de boca-de-leão também ocorre varia-ção descontínua, podendo as flores serem vermelhas, um doshomozigóticos, brancas, o outro homozigótico, ou cor-de-rosa,o heterozigótico.

11. Norma de reação é a gama de variação fenotípica que umgenótipo pode apresentar. No caso do feijão-carioca, por exem-plo, o genótipo LL, que condiciona a presença de listras nas se-mentes apresenta uma gama de variação bem ampla, variandodesde sementes totalmente marrons, em que o pigmento reco-bre toda a casca, até sementes sem nenhuma mancha.

12. Os biólogos chamam de penetrância a porcentagem de indiví-duos com um dado genótipo que expressa o fenótipo corres-pondente. Na ervilha, o alelo que condiciona a cor amarela doscotilédones apresenta penetrância completa, de 100%, poistodas as sementes que possuem esse alelo têm cor amarela.No feijão, o alelo que condiciona a presença de listras na casca dassementes tem penetrância incompleta de 95%, pois 5%das sementes portadoras desse alelo não apresentam listras.Na espécie humana, o alelo que condiciona a presença dededos extras (polidactilia) apresenta penetrância incompletade 64,9%, pois 35,1% dos portadores desse alelo têm nú-mero normal de dedos.

13. A manifestação de um gene, isto é, o fenótipo que ele expressa,pode ser definido como sua expressividade. Em muitos casos, omesmo tipo de alelo expressa-se de maneira diferente em seusportadores; fala-se, nesse caso, em expressividade gênica variá-vel. No exemplo do feijão-carioca, por exemplo, vemos que oalelo L, que condiciona fenótipo variegado, “penetra”, isto é,expressa-se, em 95% de seus portadores. Nestes, o padrão e aquantidade de faixas varia, mostrando que o alelo L apresentaexpressividade variável.

14. Aglutininas são anticorpos presentes no plasma sangüíneo decertas pessoas, capazes de reagir e se ligar especificamente adeterminadas substâncias, os aglutinogênios, presentes namembrana das hemácias. No sistema ABO de grupossangüíneos estão envolvidos duas aglutininas, anti-A e anti-B,e dois aglutinogênios, A e B.

15.

17. O grupo O é considerado doador universal, pois suas hemáciasnão possuem nenhum dos dois aglutinogênios e, portanto, nãosão aglutinadas por nenhum tipo de plasma sangüíneo, poden-do ser doadas para pessoas de qualquer outro grupo. O grupoAB é considerado receptor universal, pois seu plasma sangüíneonão possui nenhuma das duas aglutininas e, portanto, nãoaglutina nenhum tipo de hemácia; as pessoas desse grupo po-dem, portanto, receber sangue de qualquer outro grupo.

18. A determinação dos grupos sangüíneos é feita misturando-seduas gotas de sangue da pessoa com duas soluções, uma delascontendo aglutinina anti-A e a outra, aglutinina anti-B. Se ocor-rer aglutinação apenas com a solução anti-A, a pessoa é do gru-po A; se as hemácias aglutinarem apenas com a solução anti-B,ela é do grupo B; se houver aglutinação com ambas as soluções,ela pertence ao grupo AB; se não houver aglutinação com ne-nhuma das duas soluções, a pessoa pertence ao grupo O.

19. Os cientistas acreditam que esses anticorpos são produzidos,em resposta a substâncias antigênicas semelhantes a eles, pre-sentes em bactérias e outros microrganismos que invadem otrato digestório durante, ou logo após, o nascimento.

20.

Gruposangüíneo

A IAIA ou IAi A anti-B

B IBIB ou IBi B anti-A

AB IAIB AB —

O ii — Anti-A e anti-B

GenótiposAglutinogênios(nas hemácias)

Aglutininas(no plasma)

16. Grupo sangüíneo da pessoa Recebe de Doa para

A A e O A e AB

B B e O B e AB

AB A, B, AB e O AB

O O A, B, AB e O

21. Na década de 1940, Landsteiner e seus colaboradores injetaramhemácias de um pequeno macaco, conhecido como reso (Macacamulatta), em coelhos e obtiveram um anticorpo que foi denomi-nado anti-Rh (abreviatura de “anti-rhesus”). Ao testarem esseanticorpo em sangue humano, verificaram que ele provocavaaglutinação das hemácias de cerca de 85% das pessoas testa-das. Essas pessoas, cujas hemácias foram aglutinadas pelosanticorpos anti-Rh, foram denominadas Rh positivas (Rh+), paraindicar que suas hemácias têm um antígeno semelhante ao dosmacacos, o fator Rh. As hemácias de aproximadamente 15%das pessoas testadas não reagiram com os anticorpos anti-Rh, epor isso elas foram denominadas Rh negativas (Rh–), para indi-car a ausência do fator Rh em suas hemácias.

22. A determinação dos grupos sangüíneos no sistema Rh é sim-ples; basta adicionar algumas gotas da solução com anticorposanti-Rh a uma gota do sangue da pessoa em exame; se ashemácias aglutinarem, a pessoa tem sangue Rh+; se não houveraglutinação, o sangue é do tipo Rh–.

23. Os grupos sangüíneos do sistema Rh são condicionados por doisalelos (R e r) com dominância completa de R sobre r. Pessoasportadoras de pelo menos um alelo dominante, ou seja, comgenótipos RR ou Rr, apresentam o fator Rh em suas hemácias etêm, portanto, fenótipo Rh+; os homozigóticos recessivos (rr) nãotêm fator Rh, e apresentam fenótipo Rh–.

24. Durante a gravidez e, principalmente, na hora do parto, ocor-rem rupturas na placenta e passagem de hemácias da criançapara a circulação materna. As hemácias de um feto Rh+ estimu-lam a mãe, Rh-, a produzir anticorpos e a adquirir memóriaimunitária, tornando-se sensibilizada para o fator Rh. Na primei-ra gravidez, o nível de sensibilização é pequeno, e a quantidadede anticorpos presentes no sangue da mãe não chega a afetar acriança. Na hora do parto, porém, pode ocorrer forte sensi-bilização da mãe, que terá conseqüências para gestações poste-riores. Se uma próxima criança gerada for Rh+, anticorpos anti-Rh serão rapidamente produzidos pelas células de memóriaimunitária da mãe sensibilizada. Eles atravessam a placenta edestroem as hemácias fetais, processo que continua a ocorrerno recém-nascido. A destruição das hemácias causa forte ane-mia no recém-nascido; além disso, ocorre acúmulo de bilirrubina

AgMAgM Antígeno M M

AgNAgN Antígeno N N

AgMAgN Antígenos M e N MN

GenótiposFenótipos

Grupos sangüíneos(antígeno nas hemácias)



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no sangue, com icterícia (pele amarelada). A bilirrubina é produ-zida no fígado do recém-nascido a partir da hemoglobina libe-rada pelas hemácias destruídas pelos anticorpos anti-Rh. Paracompensar a destruição das hemácias, ocorre liberação deeritroblastos (hemácias imaturas) na circulação do recém-nasci-do. Esse conjunto de sintomas caracteriza a doença conhecidacomo eritroblastose fetal, nome que ressalta o fato de havereritroblastos na circulação da criança doente. Outro nome dessequadro clínico é doença hemolítica do recém-nascido, que dáênfase ao fato de estar ocorrendo destruição de hemácias pelosanticorpos anti-Rh.

25. Probabilidade é a chance de um determinado evento ocorrer,entre dois ou mais eventos possíveis. Por exemplo, a chance deuma moeda cair com a face “cara” voltada para cima represen-ta um entre dois eventos possíveis: sair “cara” ou sair “coroa”.Nesse caso, dizemos que a probabilidade de sair “cara”, porexemplo, é 1/2 (uma chance em duas possíveis) ou 50%, poisespera-se que em metade dos lançamentos de uma moeda sejaobtida a face “cara”.

26. A obtenção de “cara” no lançamento de uma moeda, o sor-teio de um ás de ouro do baralho ou a obtenção de “face 6”no lançamento de um dado são eventos aleatórios (do latimalea, sorte). Em cada um dos casos, há um conjunto de even-tos possíveis, e o evento selecionado (“cara”, ás de ouro ou“face 6”) tem a mesma chance de ocorrer que qualquer outroevento possível naquele conjunto. Por exemplo, a probabili-dade de se obter “cara” no lançamento de uma moeda é 1/2,pois o conjunto de possibilidades é composto por dois even-tos — “cara” ou “coroa” — com a mesma chance de ocorrer.A probabilidade de se sortear o ás de ouro em um baralho é1/52, pois o conjunto de possibilidades é formado por 52 car-tas, cada uma com igual chance de ser sorteada. A probabili-dade de se obter “face 6” ao se lançar um dado é 1/6, quecorresponde a 1 entre seis eventos possíveis.

27. Eventos independentes são aqueles em que a ocorrência de umdeles não afeta a probabilidade de outro evento ocorrer. Porexemplo, obter “cara” ao lançar uma moeda não aumenta nemdiminui a chance de sair “cara” em um novo lançamento damesma moeda, ou de outra moeda qualquer. Assim, o resulta-do obtido em cada lançamento de moeda é um evento inde-pendente de qualquer outro.

28. A teoria das probabilidades diz que a probabilidade de dois oumais eventos independentes ocorrerem conjuntamente é igualao produto das probabilidades deles ocorrerem separadamente.Esse princípio é conhecido popularmente como regra do “e”,pois corresponde à pergunta: qual é a probabilidade de ocorrerum evento e outro evento? Se jogarmos uma moeda duas ve-zes, qual é a probabilidade de obtermos duas vezes a face “cara”,isto é, face “cara” no primeiro lançamento e face “cara” nosegundo lançamento? A chance de sair “cara” na primeira joga-da é 1/2, e a chance de sair “cara” na segunda jogada também é1/2. Assim, a probabilidade desses dois eventos ocorrerem con-juntamente é 1/2 � 1/2 = 1/4.

29. A teoria das probabilidades diz que a ocorrência de dois even-tos que se excluem mutuamente é igual à soma das probabi-lidades de ocorrência de cada um dos eventos isoladamente.Esse princípio é conhecido popularmente como regra do “ou”,pois corresponde à pergunta: qual é a probabilidade de ocor-rer um evento ou outro evento (eventos mutuamente exclusi-vos)? Por exemplo, a probabilidade de se obter “cara” ou“coroa”, no lançamento de uma moeda, é igual a 1, ou seja,a probabilidade de sair “cara” somada à probabilidade desair “coroa” (1/2 + 1/2 = 1). Da mesma forma, a probabilidadede se obter “face 1” ou “face 6” no lançamento de um dadoé 1/6 + 1/6 = 1/3.


QUESTÕES OBJETIVAS

30. b 31. a 32. d

33. a 34. d 35. a

36. c 37. b 38. c

39. d 40. c 41. a

42. b 43. b 44. c

45. a 46. d 47. c

48. c 49. d 50. d

51. b 52. d


53. Realizar um cruzamento-teste, ou seja, cruzar esta mosca comuma mosca de asa vestigial e verificar os fenótipos dos descen-dentes. O nascimento de moscas com asa vestigial permite con-cluir que a mosca em questão é heterozigótica. Uma prole nu-merosa constituída apenas por moscas de asa longa é um indí-cio de que a mosca é homozigótica.

54. Indivíduos heterozigóticos: 1, 2, 6, 7 e 8.

55. A probabilidade de que o indivíduo 4 seja heterozigótico é de 2/3.

56. A probabilidade é de 2/6 = 1/3 (2/3 de chance de o indivíduo 4ser heterozigótico X 1/2 de nascer uma criança aa).

57. A probabilidade de que o indivíduo 19 seja heterozigótico é de2/3.

58. A probabilidade é de 1/6. O indivíduo 15 é Aa, e o indivíduo 21 (A_)tem 2/3 de chance de ser Aa. Se for este o caso, a probabilidade degerarem um filho aa é de 1/4. Portanto, 2/3 X 1/4 = 2/12 = 1/6.

59. a) É um caso de ausência de dominância entre as cores verme-lha e branca, que dá origem ao ruão. b) Sim. Houve segregaçãodos alelos e encontro ao acaso na fecundação.

60. a) Vermelha, ruã e branca. b) 150 vermelhas, 300 ruãs, 150brancas.

61. a) Ausência de dominância. b) 1 arredondada : 2 ovaladas : 1alongada. c) Sim, porque a proporção é semelhante à esperada(1 : 2 : 1). d) Chamando de FR o alelo para a forma arredondadae de FA o alelo para a forma alongada, temos 50% FRFA (ovalada)e 50% FRFR (arredondada).

62. a) 1. ghgh; 2. Gmgc; 3. gcgb; 4. gcgb; 5. Gmgb; 6. gcgb; 7. gbgb;8. Gm_; 9. gcgb; 10 gbgb. b) O indivíduo 7 é gbgb. Para que essecruzamento possa produzir um descendente branco, 8 tem deser Gmgb, cuja probabilidade é 1/2. Nesse caso, cruzado com 7,tem 1/2 de chance de gerar descendente branco. Assim, 1/2 X 1/2= 1/4 . c) O indivíduo 7 é gbgb e o indivíduo 5 é Gmgb. A probabi-lidade de, neste cruzamento, ser produzido um indivíduo mar-rom-escuro heterozigótico é 1/2. Assim, em 12 descendentes,6 seriam marrons heterozigóticos.

63. Indivíduos que têm ambos os aglutinogênios nas hemáceas per-tencem ao grupo AB. Eles podem receber sangue de indivíduosA, B, AB e O. Excluindo-se a transfusão idêntica, ele teria à suadisposição 12 litros de sangue B e 20 litros de sangue O,totalizando 42 litros.

64. Genótipo da mãe: IBi rr; genótipo da criança: IAi Rr; genes que acriança recebeu do pai: IAR. O único que pode ser o pai da crian-ça é o indivíduo e), de fenótipo AB, Rh+.

65. a) 1. IBi; 2. IAi; 3. IB_; 4. ii; 5. ii; 6. IAi; 7. IBi; 8. IBi; 9. IAIB; 10. ii; 11. IAi;12. IBi; 13. IB_; 14. IAi; 15. IAi. b) Casal 12 X 13 = IBi X IB_. A proba-bilidade de 13 ser heterozigótico é 1/2; nesse caso, a chance de terfilho ii é 1/4. Portanto, a probabilidade final é de 1/2 X 1/4 = 1/8.



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CAPÍTULO 4

LEI DA SEGREGRAÇÃOINDEPENDENTE DOs GENEs

GUIA DE ESTUDO

1. A descendência distribuía-se aproximadamente nas seguintes fra-ções: 9/16 amarelas-lisas; 3/16 amarelas-rugosas; 3/16 verdes-lisas; 1/16 verde-rugosa. Em proporção, essas frações represen-tam 9 amarelas-lisas : 3 amarelas-rugosas : 3 verdes-lisas : 1 ver-de-rugosa.

2. Uma planta duplo-heterozigótica VvRr formaria, de acordo coma hipótese da segregação independente, quatro tipos de gametaem igual proporção: 1 VR : 1 Vr : 1 vR : 1 vr.

3. A segunda lei de Mendel pode ser enunciada da seguinte for-ma: os fatores para duas ou mais características segregam-seindependentemente no híbrido, distribuindo-se para os gametas,onde se combinam ao acaso.

4. Os alelos de um gene segregam-se por estarem situados emcromossomos homólogos, nas células precursoras dos gametas.Os homólogos de cada par cromossômico são originalmenteprovenientes dos gametas materno e paterno. Durante a meiose,homólogos de origem materna e paterna segregam-se com to-tal independência uns dos outros, ou seja, cromossomoshomólogos de origem materna e paterna podem se combinarlivremente. Portanto, os genes que se situam em diferentes pa-res de cromossomos homólogos também se segregam indepen-dentemente.

5. 27 amarelas-lisas-cinzas : 9 amarelas-lisas-brancas : 9 amarelas-rugosas-cinzas : 9 verdes-lisas-cinzas : 3 amarelas-rugosas-bran-cas : 3 verdes-lisas-brancas : 3 verdes-rugosas-cinzas : 1 verde-rugosa-branca.

6. Para determinar o número de tipos de gameta formados por umindivíduo em relação a pares de alelos com segregação inde-pendente, basta aplicar a expressão 2n, em que n representa onúmero de pares de alelos no genótipo que se encontram nacondição heterozigótica. a) 2 pares heterozigóticos (Aa e Bb):22 = 4 tipos; b) 2 pares heterozigóticos (Aa e Bb): 22 = 4 tipos;c) um par heterozigótico (Ff ): 21 = 2 tipos.

7. Interação gênica é a ação conjunta de dois ou mais genes, loca-lizados ou não no mesmo cromossomo, na determinação deuma característica.

8. Na determinação das cores básicas da plumagem dos periquitos— verde, azul, amarela e branca — estão envolvidos apenasdois genes, A e B, cada um deles com dois alelos, que se segre-gam independentemente. Periquitos homozigóticos recessivosquanto a esses dois genes (aabb) são brancos; periquitoshomozigóticos recessivos aa, mas que possuem pelo menos umalelo dominante B (aaBB ou aaBb), são amarelos; periquitoshomozigóticos recessivos bb, mas que possuem pelo menos umalelo dominante A (AAbb ou Aabb), são azuis; periquitos queapresentam pelo menos um alelo dominante de cada gene(AABB, AABb, AaBB ou AaBb) têm cor verde. Periquitos comgenótipo aabb não têm nenhum dos dois pigmentos nas penas,sendo, portanto, brancos. Periquitos que apresentam pelo me-nos um alelo normal (dominante) de cada gene (genótipos A_B_)têm os dois pigmentos, apresentando penas verdes; essa corresulta da mistura do efeito azul, causado pela presença demelanina, e do amarelo, causado pela presença do pigmentopsitacina. Periquitos que apresentam pelo menos um alelo nor-mal (dominante) do gene para a presença de psitacina (B_), sen-do homozigóticos para a forma recessiva do gene para produzirmelanina (aa), têm cor amarela. Periquitos que apresentam pelo

menos um alelo normal (dominante) do gene para a produçãode melanina (A_), sendo homozigóticos para a forma recessivado gene para a produção de psitacina (bb), têm cor azul.

9. Esses tipos de crista em galinhas são condicionados por dois paresde alelos, R/r e E/e, que segregam de forma independente einteragem entre si na produção do fenótipo. A interação entre osalelos dominantes R e E resulta em crista noz; entre o alelo domi-nante R e o recessivo e, resulta em crista rosa; entre o alelo recessivor e o dominante E, resulta em crista ervilha, e entre os alelosrecessivos r e e, resulta em crista simples.

10. Epistasia é o fenômeno em que alelos de um gene inibem aação de alelos de outro gene, que pode ou não estar no mesmocromossomo. Os alelos que exercem a ação inibitória são cha-mados de epistáticos, e os que sofrem a inibição são chamadosde hipostáticos. Se o alelo epistático atuar em dose simples, istoé, se a presença de um único exemplar for suficiente para cau-sar a inibição do hipostático, fala-se em epistasia dominante.Se o alelo que determina a epistasia atuar somente em dosedupla, fala-se em epistasia recessiva.

11. Nos cães labradores, apenas dois genes condicionam as trêspelagens típicas dessa raça: preta, chocolate e dourada. Um dosgenes determina o tipo de pigmento produzido; o alelo domi-nante B determina a produção de pigmento preto, e o alelorecessivo b determina a produção de pigmento marrom. O ou-tro gene envolvido na determinação da cor da pelagem doslabradores controla a deposição dos pigmentos nos pêlos; o alelodominante E condiciona a deposição de pigmentos, enquanto oalelo recessivo e não condiciona essa deposição. Um cachorrohomozigótico recessivo ee não tem pigmentos nos pêlos e suapelagem é dourada. Animais com pelo menos um alelo domi-nante desse gene, com genótipos EE ou Ee, terão pêlospigmentados, cuja cor dependerá do tipo de pigmento produzi-do. A pelagem será preta se o cão apresentar pelo menos umalelo dominante do gene B (BB ou Bb), ou marrom, se ele forhomozigótico recessivo bb.

12. A proporção 9 : 3 : 4 pode ser explicada admitindo-se a existên-cia de dois pares de alelos, com segregação independente, quecontrolam a cor da pelagem. Um dos pares, P/p, é responsávelpela cor dos pêlos: o alelo P condiciona pelagem aguti, e o alelop, pelagem pigmentada. Outro par de alelos, A/a, afeta a ex-pressão do gene para cor da pelagem: o alelo A permite a mani-festação de P e de p, enquanto o alelo a é epistático, isto é, suapresença em homozigose determina a ausência de pigmentos.Basta que um camundongo tenha o par aa em seu genótipo(__aa) para que não haja produção de pigmento. O geneepistático a, portanto, comporta-se como recessivo, daí esse tipode interação gênica ser conhecida como epistasia recessiva.

13. A cor aguti resulta do fato de os pêlos serem pigmentados comextremidades amarelas, e o alelo P é o responsável por esse tra-ço. Se o camundongo for homozigótico recessivo (pp), seus pê-los não terão pontas amarelas e a pelagem será totalmente pre-ta. A formação de qualquer pigmento no pêlo depende da pre-sença do alelo A, responsável pela produção de uma enzimanecessária para a fabricação dos precursores de pigmento. Bas-ta ter um alelo A no genótipo para que a coloração seja produ-zida. O alelo recessivo a produz uma enzima alterada, inativa.Assim, se o camundongo for homozigótico recessivo (aa), ne-nhum pigmento será produzido e o animal será albino.

14. Em galinhas, o alelo C condiciona plumagem colorida, enquan-to o alelo c condiciona plumagem branca. Esses alelos interagemcom os alelos de outro par (I/i) de tal maneira que, para ter plu-magem colorida, a ave não pode apresentar o alelo I em seugenótipo. Assim, apenas as aves de genótipo C_ii são coloridas.Aves ccii são brancas por não apresentarem o alelo para pig-mentação (C) e aves C_I_ são brancas porque o alelo I impede apigmentação. Portanto, o alelo epistático I atua em dose sim-ples, comportando-se como se fosse dominante. Daí esse tipo



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de interação gênica ser conhecida como epistasia dominante.Quando se cruzam galinhas brancas duplo-heterozigóticas CcIi,a descendência é constituída pela proporção de 13 aves bran-cas (9/16 C_I_ + 3/16 ccI_ + 1/16 ccii) para 3 aves coloridas(2/16 Ccii +1/16 Ccii).

15. Para ter flor colorida, a planta precisa apresentar ao menos umalelo dominante de cada gene (A_B_), o que corresponde à fra-ção de 9/16 da descendência. Conseqüentemente, os genótiposaa__, __bb e aabb produzem flores brancas, resultando no total7/16. Portanto, a descendência é de 9 coloridas : 7 brancas.

16. Herança quantitativa, ou poligênica, é aquela em que partici-pam dois ou mais pares de alelos, com ou sem segregação inde-pendente, sendo que cada alelo “dominante” exerce um efeitocumulativo, contribuindo com uma parcela no fenótipo. Porexemplo, pessoas em que há maior número de alelos “domi-nantes” para altura tendem a ser mais altas que pessoas queapresentam menor número desses alelos.

17. Nilsson-Ehlen classificou o fenótipo relativo à cor das semen-tes de trigo em cinco categorias: vermelho-escuras, vermelho-médias, vermelhas, vermelho-claras e brancas. As proporçõesem que cada fenótipo ocorre, no cruzamento entre linhagensduplo-heterozigóticas, é de, respectivamente, 1 : 4 : 6 : 4 : 1.Esses resultados foram explicados admitindo-se que o caráter“cor da semente” é condicionado por dois genes, cada umcom dois alelos (R1/r1 e R2/r2), que se segregam independente-mente. Cada alelo representado pela letra maiúscula contribuipara a produção de pigmento vermelho, e seus efeitos se so-mam. Os alelos representados por letras minúsculas não con-tribuem para a coloração da semente. Assim, uma sementeportadora de quatro alelos para vermelho no genótipo(R1R1R2R2) tem coloração vermelho-escura, enquanto uma se-mente sem alelos para vermelho (r1r1r2r2) não tem pigmento,sendo branca. Sementes portadoras de um, dois e três alelospara pigmentação têm cores, respectivamente, vermelho-cla-ra, vermelha e vermelho-média.

18. O modelo mais simples para explicar a herança da cor da pelena espécie humana classifica as pessoas em cinco fenótipos bá-sicos: negro, mulato-escuro, mulato-médio, mulato-claro e bran-co. Essas cinco classes fenotípicas seriam controladas por doisgenes, cada um com dois alelos (A/a e B/b). Um dos alelos decada par seria mais ativo na produção de melanina, sendo porisso representado pelas letras maiúsculas A e B; o outro alelo,menos ativo na produção de melanina, é representado pelasletras minúsculas a e b. Negro: AABB; mulato-escuro: AaBB eAABb; mulato-médio: AaBb, AAbb e aaBB; mulato-claro: Aabbe aaBb; branco: aabb.

19. A cor da íris do olho humano varia do cinza e azul-claro ao qua-se negro, passando pelo verde e por algumas tonalidades decastanho. Não há pigmentos azuis ou verdes na íris, e as diver-sas cores de olhos são produzidas pela presença de diferentesquantidades de melanina, um pigmento marrom-amarelado, epor efeitos ópticos. O olho escuro, por exemplo, resulta doacúmulo de células pigmentadas (ricas em melanina) na camadade tecido da porção anterior da íris. Essas células absorvem amaior parte da luz incidente, refletindo uma certa quantidadede luz marrom-amarelada. O resultado é a cor castanho-escurada íris. Nos olhos claros, a quantidade de células pigmentadas(melanócitos), na camada anterior da íris, é muito reduzida, eapenas uma parte da luz incidente é refletida como luz marrom-amarelada pelo pigmento residual. A maior parte da luz inci-dente atravessa a camada despigmentada da íris, que é um meiotúrbido devido à presença de células, partículas e fibras. Quan-do a luz atravessa um meio túrbido, com partículas de tamanhocomparável ao comprimento de onda dos raios incidentes, oscomprimentos de onda mais curtos (luz azul) são seletivamen-te refletidos, fenômeno conhecido como “dispersão Rayleigh”.

É justamente esse efeito óptico o responsável pela predominân-cia do azul na luz refletida por uma íris desprovida de melaninana camada anterior. No caso de a camada anterior da íris conteruma quantidade intermediária de melanina, a luz refletida pelopigmento, de cor marrom-amarelada, combinada com a luz azulproduzida pelo efeito Rayleigh, resultará na cor verde da íris.Assim, uma progressiva diminuição da quantidade de melaninana camada anterior da íris produz a gradação de cores desde ocastanho-escuro até o verde e, finalmente, na quase ausênciado pigmento, do azul ao cinza. Essa é a explicação para as diver-sas cores de olhos na espécie humana.

20. Os cientistas identificaram dois genes envolvidos na determi-nação da cor dos olhos na espécie humana: o gene EYCL1,mais conhecido por GEY, no cromossomo 19, e o EYCL3, maisconhecido por BEY, no cromossomo 15. O gene GEY (EYCL1)apresenta dois alelos já bem caracterizados (admite-se que pos-sam existir outros); um dominante (GV), que condiciona cor verdeà íris, e outro recessivo (GA), que condiciona cor azul. A deno-minação GEY deriva do inglês green eye color gene. O geneBEY também apresenta dois alelos: um dominante (BM), que con-diciona cor castanha (marrom), e outro recessivo (BA), quecondiciona cor azul. A denominação BEY deriva do inglês browneye color gene. Com base na identificação desses genes e noestudo de certos padrões de herança da cor dos olhos em al-gumas famílias, os pesquisadores concluíram que esses doisgenes apresentam interação, sendo que o alelo para marromdo BEY (BM) atua como epistático dominante sobre o gene GEY.De acordo com esse modelo, a pessoa portadora de pelo me-nos um alelo BM terá olhos castanhos. Para ter olhos azuis, apessoa precisa ser homozigótica recessiva quanto aos dois genesBABA/GAGA. As pessoas terão olhos verdes se forem homo-zigóticas recessivas quanto ao gene BEY e tiverem um alelopara verde do gene GEY (BABA/GVGA).


QUESTÕES OBJETIVAS

21. d 22. c 23. b 24. b 25. b 26. d


27. a) 2 tipos; b) 2 tipos; c) 4 tipos; d) Porque os alelos segre-gam-se independentemente e ao acaso na formação dosgametas (veja abaixo o desenho que mostra os dois cami-nhos possíveis da meiose).

CélulaAaBb

CélulaAaBb

Divisão I

Divisão II

CélulasAB e ab

CélulasaB e Ab



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28. a) Diagrama do cruzamento (a seguir).

b) Sim. A proporção obtida entre os descendentes 1 : 1 : 1 : 1indica que a planta híbrida formou 4 tipos de gametas em iguaisproporções, do que se conclui que houve segregação indepen-dente. c) Serão formados gametas nas seguintes proporções:BbAa: 25% AB : 25% Ab: 25% aB : 25% ab; bbAa: 50% Ab :50% ab; BbAa: 50% aB : 50% ab; bbaa: 100% ab.

29. a) 9 X 16 = 144. b) A fração esperada de indivíduos iguais aospais, isto é, duplo-heterozigotos (PpFf) é 1/4 do total. Assim,1/4 X 144 = 36.

30. a) Podem ser determinados com certeza os genótipos de 1 (CcVv),de 2 (Ccvv) e de 5 (ccVv). Os outros são: 3 (C_Vv); 4 (C_vv); 6(C_vv) e 7 (C_Vv). b) O indivíduo 1 é CcVc e o indivíduo 5 é ccVv.Do cruzamento resultam 3/8 com crista e penas pretas (CcVV,CcVv, CcVv), 3/8 sem crista e penas pretas (ccVV, ccVv, ccVv), 1/8com crista e penas vermelhas (Ccvv) e 1/8 sem crista e penasvermelhas (ccvv).

31. a) Cruzamento RrEe X RrEe: descendência: 9/16 crista noz(1/16 RREE + 2/16 RrEE + 2/16 RREe + 4/16 RrEe) : 3/16 cristarosa (1/16 RRee + 2/16 Rree) : 3/16 crista ervilha (1/16 rrEE +2/16 rrEe) : 1/16 crista simples (1/16 rree). Cruzamento RREe XrrEe: descendência: 3/4 crista noz (1/4 RrEE + 2/4 RrEe) : 1/4crista rosa (1/4 Rree). Cruzamento rrEE X RrEe: descendência:1/2 crista noz (1/4 RrEE + RrEe) : 1/2 crista ervilha (1/4 rrEE + 1/4rrEe). b) O fato de terem sido produzidos indivíduos de cristasimples (genótipo rree) indica que ambos os pais são portadoresdos alelos r e e. O tipo parental com crista rosa tem, portanto,genótipo Rree, e aquele com crista ervilha tem genótipo rrEe. c)O indivíduo de crista simples é homozigótico recessivo quanto aambos os pares de alelos: rree. Como entre os descendentes háindivíduos de crista simples, pode-se concluir que o pai de cristanoz é portador dos alelos recessivos r e e, sendo seu genótipo,portanto, RrEe. d) O fato de haver entre os descendentes indiví-duos de crista rosa, sabidamente homozigóticos ee, indica queambos os pais são portadores do alelo e. O genótipo do tipoparental de crista ervilha é, portanto, rrEe. O tipo parental decrista rosa pode ser Rree ou RRee, mais provavelmente desteúltimo tipo, pois, entre seus onze descendentes, não apareceunenhum com crista tipo ervilha. Isso seria esperado caso ogenótipo do tipo parental de crista rosa fosse Rree. e) O fato deter sido produzido um indivíduo de crista tipo simples na prole,portanto de genótipo rree, indica que ambos os pais são porta-dores dos alelos r e e, portanto com genótipos RrEe.

32. a) Todos os descendentes homozigóticos aa serão brancos, poisessa condição impede a síntese de qualquer tipo de pigmento.Os indivíduos que apresentam pelo menos um alelo dominanteA (A_) têm cor creme juntamente com o genótipo cc, ou corvermelha, juntamente com o genótipo Cc ou CC. A proporçãogenotípica entre os descendentes será: 3/8 vermelhos (1/8 AACc+ 2/8 AaCc) : 3/8 creme (1/8 AAcc + 2/8 Aacc) : 2/8 brancos (1/8aaCc + 1/8 aacc). b) O fato de terem sido produzidas plantas deflores brancas indica que ambos os pais eram heterozigóticosAa. Um dos pais apresentava flores creme, sendo, portanto, cc;o outro apresentava flores vermelhas, podendo ser Cc ou CC.Caso essa última planta fosse heterozigótica Cc, deveriam tersido produzidas na descendência plantas de flores creme cc; comoisso não ocorreu, deduz-se que o tipo parental de flores verme-lhas era homozigótico CC.

33. A diferença entre as alturas das plantas de genótipos extremos éde 160 cm (260 cm – 100 cm). Os quatro pares de fatores têmefeitos iguais e cumulativos; portanto, cada um dos oito fatoresrepresentados por letras maiúsculas adiciona 20 cm à altura-base de 100 cm. O genótipo das plantas F1, resultantes do cru-zamento entre as duas linhagens puras, será AaBbCcDd, por-tanto, 180 cm.

34. a) Cruzamento AaBBccdd (160 cm) X AabbCcdd (140 cm); des-cendência: mais alto (AABbCcdd) = 180 cm; mais baixo(aaBbccdd) = 120 cm. b) Cruzamento aaBBccdd (140 cm) XaaBBccdd (140 cm); descendência: todos aaBBccdd (140 cm). c)Cruzamento AaBbCcDd (180 cm) X AabbCcDd (160 cm); des-cendência: mais alto (AABbCCDD), altura = 240 cm (100 + 7 �20); mais baixo (aabbccdd) = 100 cm. d) Cruzamento AABBCcDD(240 cm) X aaBBccDd (160 cm); descendência: mais alto(AaBBCcDD) = 220 cm; mais baixo (AaBBccDd) = 180 cm.

CAPÍTULO 5

mAPEAMENTO DOS GENESNOS CROMOSSOMOS

GUIA DE ESTUDO

1. Segundo a teoria cromossômica da herança, os cromossomossão a base física da hereditariedade; em outras palavras, os geneslocalizam-se nos cromossomos.

2. As provas científicas de que os genes realmente se localizamnos cromossomos foram obtidas durante a década de 1910 pelopesquisador norte-americano Thomas Hunt Morgan e por trêsde seus estudantes, Alfred H. Sturtevant, Calvin B. Bridges eHerman J. Muller. Em uma série de experimentos com a mosca-do-vinagre Drosophila melanogaster, Morgan e seus colabora-dores estabeleceram as bases da teoria cromossômica da heran-ça, iniciando assim o desenvolvimento da Genética, que se tor-nou um importante ramo da Biologia moderna.

3. O termo ligação gênica (tradução do inglês linkage) designao fato de genes localizados em um mesmo par de cromos-somos homólogos não se segregarem independentementedurante a meiose.

4. A evidência é que os quatro tipos de gameta produzidos porindivíduos duplo-heterozigóticos não se encontram na mesmaproporção (25% de cada tipo), como esperado pela segunda leide Mendel. Por exemplo, quando fêmeas selvagens de corpocinzento-amarelado e asas normais (PPVV) são cruzadas commachos pretos de asas vestigiais (ppvv), a geração F1 é inteira-mente constituída por machos e fêmeas com fenótipo selvagem(corpo cinzento-amarelado e asas normais). As fêmeas da gera-ção F1, no cruzamento-teste com machos pretos de asas vestigiais(ppvv), produzem quatro tipos de descendente, nas seguintesporcentagens: 41,5% cinzento-amarelados de asas normais;41,5% pretos de asas vestigiais; 8,5% cinzento-amarelados deasas vestigiais; 8,5% pretos de asas normais. Isso indica que asfêmeas duplo-heterozigóticas produzem quatro tipos de gameta,embora não na mesma proporção: 41,5% são PV, 41,5% pv,8,5% Pv e 8,5% pV. O fenótipo dos descendentes é determina-do pela constituição genética do óvulo, uma vez que o macho,sendo duplo-recessivo, fornece apenas alelos recessivos para osdescendentes. Gametas portadores dos alelos P/V e dos alelosp/v ocorrem em porcentagens bem maiores do que gametasportadores dos alelos P/v e p/V.

5. A ligação entre genes localizados em um mesmo cromossomonão é completa porque, durante a meiose, ocorrem quebras etrocas de pedaços entre cromátides de cromossomos homólogos.



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Esse fenômeno, conhecido como permutação, ou crossing-over,em inglês, leva à formação de um certo número de gametascom novas combinações entre os alelos (gametas recombinantes),diferentes daquelas existentes nos cromossomos herdados dospais (gametas parentais).

6. O termo loco gênico designa o local do cromossomo onde ficaum determinado gene.

7. Considerando-se dois genes ligados, como, por exemplo, A/a eB/b, os alelos podem estar arranjados de duas maneiras noscromossomos: a) cis, se os alelos dominantes A e B situam-seem um cromossomo, e os alelos recessivos a e b situam-se nohomólogo correspondente; b) trans, se o alelo dominante A e oalelo recessivo b situam-se em um cromossomo, e o alelorecessivo a e o alelo dominante B situam-se no homólogo cor-respondente.

8. Os geneticistas costumam representar os genes ligados em umalinha horizontal simples ou dupla, como é mostrado a seguirpara um arranjo do tipo trans:

Os arranjos de genes ligados podem ser representados de umamaneira mais simples, separando os alelos por uma barra incli-nada: AB/ab para o arrranjo cis e Ab/aB para o arranjo trans.

9. O arranjo dos alelos de dois genes ligados em um indivíduo du-plo-heterozigótico pode ser identificado em um cruzamento-tes-te. Cruza-se o indivíduo duplo-heterozigótico com um indivíduoduplo-recessivo e analisa-se a descendência. As classes que apa-recem em maior quantidade portam as combinações parentaisdos alelos; as que aparecem em menor freqüência são asrecombinantes. As combinações parentais correspondem a arranjosdos alelos similares às presentes no indivíduo duplo-heterozigótico.

10. A taxa de permutação entre dois locos gênicos é a soma dasporcentagens dos descendentes recombinantes em um cruza-mento-teste. Por exemplo, em Drosophila melanogaster, a taxade permutação entre o gene para corpo cinzento-amarelado/corpo preto (loco black) e o gene para asa longa/asa vestigial(loco vestigial) é igual a 8,5% + 8,5%, ou seja, 17%.

11. Morgan propôs a seguinte explicação: se a recombinação entregenes ligados é realmente conseqüência da permutação entre eles,é de supor que, quanto menor for a distância entre dois genes,menor será a probabilidade de ocorrer permutação entre eles e,portanto, menor a taxa de recombinantes.

12. Supondo-se, por exemplo, três pares de alelos A/a, B/b e C/c,situados no mesmo cromossomo e dispostos da forma mostra-da a seguir:

Toda permutação que ocorrer entre os locos A/a e C/c causará arecombinação dos alelos desses genes. Para haver recombinaçãoentre os alelos B/b e C/c, a permutação terá de ocorrer exatamen-te entre esses dois locos. A freqüência de recombinação entre osgenes mais distantes (A/a e C/c) será maior do que entre os genesmais próximos (A/a e B/b ou B/b e C/c), pois toda permutaçãoentre os genes próximos (A/a e B/b ou B/b e C/c) estará ocorren-do também entre os genes mais distantes (A/a e C/c), mas oinverso não é verdadeiro. Esse raciocínio parte do pressupostode que os genes se distribuem linearmente ao longo doscromossomos, ocupando posições bem definidas. As experiên-cias confirmaram essa suposição em todas as espécies de seresvivos estudadas, incluindo a espécie humana.

A b

a B

Aou

b

a B

A

Homólogo 1

Homólogo 2

B C

a b c

13. Uma vez estimada a distância entre genes ligados, a partir dataxa de recombinação entre eles, pode-se construir um mapagenético do cromossomo, que mostra a distribuição dos genese as distâncias relativas entre eles, estimadas por meio das taxasde recombinação.

14. A unidade usada como medida de distância entre genes no cromos-somo é a unidade de recombinação (UR), ou centimorgan (estaúltima denominação em homenagem a Morgan). Uma unidadede recombinação, ou centimorgan, corresponde à taxa de 1% derecombinantes. Assim, quando se diz que a distância entre doisgenes (ou entre dois locos gênicos) é de 17 UR, ou 17 centimorgans,significa que a taxa de recombinantes entre eles é de 17%.


QUESTÕES OBJETIVAS

15. b 16. d 17. e 18. c

19. a 20. c 21. b 22. c


23. Número deindivíduos

68 Longo Malhada

431 Longo Homogênea

432 Curto Malhada

69 Curto Homogênea

Tipo decoloração

Comprimentodo pêlo

Vamos chamar de A o alelo para pêlos curtos e de a o quecondiciona pêlos longos; de B o alelo condicionante de pelagemmalhada e de b o que condiciona pelagem homogênea. Como oscoelhos cruzados inicialmente pertenciam a linhagens de fenótiposdefinidos, pode-se concluir que eles eram homozigóticos e o cru-zamento pode ser esquematizado da seguinte maneira:

AABB X aabb

Os F1 eram, portanto, duplo-heterozigóticos AaBb e foram cruza-dos com duplo-recessivos aabb. Nesse cruzamento são esperados4 tipos de indivíduos (AaBb, Aabb, aaBb e aabb) correspondentesaos quatro tipos de gameta produzidos pelo duplo-heterozigótico:

a) Apesar de terem sido produzidos quatro tipos de gametas, aproporção não foi de 1 : 1 : 1 : 1, indicando que os dois genesnão estão se segregando independentemente, ocorrendo liga-ção gênica entre eles.

b) A porcentagem de recombinação é igual à soma das porcen-tagens das classes recombinantes, ou seja, 6,8 + 6,9 = 13,7%.

24. a) A fêmea duplo-heterozigótica com configuração trans é Cv/cVproduz quatro tipos de gametas, dois parentais (Cv e cV) e doisrecombinantes (CV e cv). Como a distância entre os locoscorresponde à porcentagem de recombinantes, sabemos quetal fêmea produz 4,75% de gametas CV e 4,75% de gametascv, sendo as porcentagens dos gametas parentais de 45,25%Cv e 45,25% cV. Assim, em 360 descendentes desse cruzamen-to espera-se: 17 CV/cv olhos marrom-avermelhados e asas longas

17 cv/cv olhos vermelhos e asas vestigiais163 Cv/cv olhos marrom-avermelhados e asas vestigiais163 cV/cv olhos vermelhos e asas longas

68 (aaBb) Longa – malhada aB 6,8

431 (aabb) Longa – homogênea ab 43,1

432 (AaBb) Curta – malhada AB 43,2

69 (Aabb) Curta – homogênea Ab 6,9

Número de indivíduos

Tipos de pelagem(fenótipos)

%Genótipos dos gametasdo duplo-heterozigótico



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b) As fêmeas selvagens (olhos marrom-avermelhados e asas lon-gas) são as de genótipo CV/cv e formarão quatro tipos degameta: dois tipos recombinantes (4,75% Cv e 4,75% cV) edois tipos parentais (45,25% CV e 45,25% cv). Assim, ao seremcruzadas com machos duplo-recessivos, elas produzirão:

4,75% Cv/cv olhos marrom-avermelhados e asas vestigiais; cer-ca de 14 indivíduos em 1.200 (1.200 x 0,0475 = 57)

4,75% cV/cv olhos vermelhos e asas longas; cerca de 14 in-divíduos em 1.200 (1.200 x 0,0475 = 57)

45,25% CV/cv olhos marrom-avermelhados e asas longas; cercade 142 indivíduos em 1.200 (1.200 x 0,4525 = 543)

45,25% cv/cv olhos vermelhos e asas vestigiais; cerca de 142indivíduos em 1.200 (1.200 x 0,4525 = 543)

25. A proporção diferente de 1 : 1 : 1 : 1 em um cruzamento-testeindica que a segregação não está sendo independente, portan-to os genes A/a e B/b estão em ligação. No primeiro caso, afêmea duplo-heterozigótica formou os seguintes gametas naproporção de 9 AB : 9 ab : 1 Aa : 1 aB. Os recombinantes(em menor quantidade) Aa e Bb indicam que os alelos estavamem configuração cis na fêmea: AB/ab. No segundo caso, a fê-mea duplo-heterozigótica formou os seguintes gametas na pro-porção de 1 AB : 1 ab : 9 Aa : 9 aB. Os recombinantes (emmenor quantidade) AB e ab indicam que os alelos estavam emconfiguração trans na fêmea: Ab/aB. Portanto, os resultadosnos dois cruzamentos foram diferentes pelo fato de no primeiroos alelos estarem em configuração cis na fêmea parental e, nosegundo, em configuração trans.

CAPÍTULO 6

HERANÇA E SEXOGUIA DE ESTUDO

1. Em crocodilos e jacarés, em muitas tartarugas e em alguns la-gartos, o sexo é determinado pela temperatura em que os ovossão incubados. Nos crocodilos, por exemplo, embriões que sedesenvolvem em temperaturas relativamente baixas são sempredo sexo feminino; machos só são produzidos se a incubaçãoocorre acima de 30 °C. Nas tartarugas marinhas ocorre o inver-so, ou seja, são as temperaturas mais elevadas que induzem odesenvolvimento de fêmeas.

2. Na maioria das espécies animais, o ambiente externo não influina determinação do sexo, que é definido pela constituiçãocromossômica dos indivíduos. Nesses casos, a diferença entremachos e fêmeas reside, geralmente, em um par de cromossomos,chamados de cromossomos sexuais, ou heterossomos. Os outroscromossomos, que não variam entre machos e fêmeas, são cha-mados de autossomos.

3. Nas espécies com sistema XY de determinação do sexo, as fê-meas têm um par de cromossomos sexuais homólogos, en-quanto os machos têm um cromossomo sexual corresponden-te aos da fêmea e outro tipicamente masculino, sem corres-pondente no sexo feminino. O cromossomo sexual presentetanto em fêmeas quanto em machos é chamado decromossomo X. O cromossomo sexual que só existe em ma-chos é denominado cromossomo Y. Assim, nesse sistema, asfêmeas portam dois cromossomos X (XX), e machos portamum cromossomo X e um Y (XY).

4. Nos mamíferos, a determinação do sexo masculino depende deum gene localizado no cromossomo Y, denominado SRY, sigla desex-determining region Y. A proteína codificada por esse gene in-duz no embrião a formação dos testículos, aparentemente por ati-var outros genes em diversos cromossomos. Em seguida, atestosterona e outras substâncias produzidas nos testículos passam

a atuar, fazendo com que o embrião desenvolva as característicastípicas do sexo masculino. Na ausência de cromossomo Y e, por-tanto, do gene SRY, os embriões se desenvolvem em fêmeas.

5. A determinação do sexo na drosófila depende da relação entre asquantidades de conjuntos autossômicos e de cromossomos X nascélulas. Se existirem tantos lotes de autossomos quanto de cromos-somos X, o fenótipo será feminino; as fêmeas possuem, normal-mente, dois conjuntos de autossomos e dois cromossomos X. Se aquantidade de lotes de autossomos for o dobro da quantidade decromossomos X, o fenótipo será masculino. O cromossomo Y dadrosófila porta genes relacionados com a produção dosespermatozóides, mas que não determinam o sexo do indivíduo.Assim, moscas com apenas um cromossomo sexual X, ou seja, semcromossomo Y, apresentam fenótipo masculino, mas são estéreis.

6. O sistema XO é essencialmente semelhante ao XY, mas não há ocromossomo Y: as fêmeas têm um par de cromossomos homó-logos XX, enquanto os machos possuem um único cromossomoX. Esses machos têm, portanto, número ímpar de cromossomosno cariótipo, um a menos que as fêmeas.

7. No sistema ZW de determinação do sexo, machos e fêmeas tam-bém diferem entre si quanto a um par de cromossomos, massão as fêmeas que possuem o par heteromórfico, ou seja, apre-sentam dois cromossomos sexuais diferentes. O cromossomosexual presente tanto em fêmeas quanto em machos é chama-do de cromossomo Z. O cromossomo sexual que só existe nasfêmeas é denominado cromossomo W. Assim, no sistema ZW,os machos são ZZ e as fêmeas, ZW.

8. Sexo homogamético é aquele em que se forma apenas um tipode gameta quanto aos cromossomos sexuais; sexo heteroga-mético é o que forma dois tipos de gametas quanto ao cromos-somo sexual. Nos sistemas XY e XO, o sexo homogamético é ofeminino, pois as fêmeas formam óvulos portadores apenas deum cromossomo X. Os machos XY constituem o sexo hetero-gamético, formando espermatozóides com cromossomo X eespermatozóides com cromossomo Y. Da mesma forma, no sis-tema XO o sexo heterogamético também é o masculino, pois osmachos XO formam espermatozóides com cromossomo X eespermatozóides sem cromossomo sexual. Nos sistemas ZW, osexo masculino é o homogamético, pois os machos só formamgametas com o cromossomo Z; nesse caso, as fêmeas é queformam dois tipos de gameta, metade com cromossomo Z emetade com cromossomo W.

9. O sistema de determinação do sexo nos insetos himenópteros,como abelhas e formigas, é conhecido como haplóide/diplóide,ou haplodiplóide, pois nesses organismos os machos são haplóides(n) e as fêmeas, diplóides (2n). Em abelhas, os machos, chamadosde zangões, originam-se normalmente de óvulos não-fecunda-dos, fenômeno conhecido como partenogênese. Conseqüente-mente, eles são haplóides (n), portadores de apenas um lote decromossomos, sempre de origem materna. Os ovos fecundadosdiplóides (2n) originam normalmente fêmeas que poderão se de-senvolver em rainhas férteis ou operárias estéreis, dependendodo tipo de alimentação que receberem durante a fase larval.

10. O fato de os cromossomos sexuais não apresentarem homologiana maior parte de seu comprimento tem implicações na manei-ra pela qual são herdados os genes em relação ao sexo dos indi-víduos. Suponha, por exemplo, um gene com dois alelos (A e a)localizado no cromossomo X, na região não-homóloga ao Y.As fêmeas podem apresentar três tipos de genótipo: XAXA, XAXa

e XaXa, mas os machos só apresentarão uma versão desse gene,podendo ser XAY ou XaY. Por isso, em relação aos genes localiza-dos no cromossomo X, na região não-homóloga ao Y, os ma-chos são chamados de hemizigóticos, pois têm apenas umaversão de cada um deles, metade do que possuem as fêmeas.As mesmas conclusões são válidas para os sistemas de determi-nação do sexo tipo XX/XO e ZZ/ZW.



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11. Genes localizados no cromossomo X (ou Z) que não têm alelocorrespondente no cromossomo Y (ou W) seguem o que se de-nomina herança ligada ao cromossomo sexual (X ou Z). Os geneslocalizados nos autossomos seguem o padrão de herança deno-minado herança autossômica. O padrão de herança ligada aocromossomo sexual X caracteriza-se pelo fato de os filhos dosexo masculino herdarem seus genes do cromossomo X apenasde sua mãe, enquanto as filhas herdam metade deles da mãe emetade do pai. Este, por sua vez, só transmite seus genes loca-lizados no cromossomo X às suas filhas.

12.

rística muito mais comum em homens do que em mulheres.O padrão de herança da calvície pode ser explicado por um aleloautossômico, que se comporta como dominante no homem —basta ter um deles para ser calvo — e recessivo na mulher, poissomente mulheres homozigóticas para o gene são calvas. Essadiferença de comportamento do gene é determinada pelo am-biente hormonal do corpo da pessoa: o alelo C só atua comodominante na presença de hormônios masculinos.


QUESTÕES OBJETIVAS

20. d 21. a 22. b 23. a 24. c 25. d

26. d 27. d 28. a 29. c 30. d 31. c


32. Em F2 apenas os machos apresentaram o fenótipo recessivo, oque indica o alelo recessivo em hemizigose (dose simples).O sexo heterogamético é o masculino.

33. Uma criança do sexo masculino tem o cromossomo Y vindo deseu pai, que, por sua vez, herdou-o de seu pai (avô paterno dacriança). A probabilidade de que seu cromossomo Y venha de seuavô paterno é 1 (100%). O cromossomo X veio da mãe da crian-ça, que recebeu um dos cromossomos X de sua mãe (avó mater-na) e outro de seu pai (avô materno). A chance de transmitir o Xda avó materna é, portanto, 1/2. Combinando as probabilida-des, temos 1/2 (probabilidade de o X vir da avó materna) X 1(probabilidade de o Y vir do avô paterno) = 1/2.

34. a) Geração P: macho hemofílico (XhY) X fêmea normal (XHXH);descendência: 1/2 fêmeas normais (XHXh) : 1/2 machos normais(XHY). b) Geração P: macho normal (XHY) X fêmea normal porta-dora (XHXh); descendência: 1/4 fêmeas normais (XHXH) : 1/4 fê-meas normais (XHXh) : 1/4 machos normais (XHY) : 1/4 machoshemofílicos (XhY).

35. a) A mãe da mulher tinha visão normal, pois portava pelo me-nos um alelo XD, que transmitiu à filha; seu genótipo poderia serXDXD ou XDXd. A mãe do homem portava pelo menos um Xd,que transmitiu ao filho; seu genótipo poderia ser XDXd ou XdXd.b) A probabilidade de que qualquer filho homem do casal, in-clusive o primeiro, seja daltônico é de 1/2 ou 50%. c) Das filhasdo casal, 50% XDXd (normais) e 50% XdXd (daltônicas). d) Dosfilhos (homens e mulheres) do casal, 50% serão normais (25%homens e 25% mulheres).

36. Genótipos da mulher e de seu marido (a seguir).

13. A hemofilia A é uma doença hereditária ligada ao cromossomoX, em que há uma falha no sistema de coagulação do sanguepor deficiência do fator VIII de coagulação; a pessoa hemofílicapode ter hemorragias abundantes mesmo em pequenosferimentos. O alelo normal do gene (H) produz fator VIII funcio-nal e atua como dominante, condicionando fenótipo não-hemofílico; o alelo mutante (h), recessivo, condiciona ausênciado fator VIII, sendo responsável pela hemofilia. Homens degenótipo XhY e mulheres de genótipo XhXh são hemofílicos; ho-mens de genótipo XHY e mulheres de genótipos XHXH e XHXh

são, em geral, normais quanto a essa característica. A transmis-são hereditária da hemofilia segue o padrão típico de herançaligada ao cromossomo X.

14. No decorrer do desenvolvimento embrionário das fêmeas demamíferos, um de seus cromossomos X é inativado, em cadauma das células do organismo. O cromossomo X inativo torna-se extremamente condensado e assume o aspecto de um pe-queno grânulo no núcleo das células em interfase. Esse grânulo,facilmente observado em preparações de células tratadas comcorantes para núcleo, recebe o nome de cromatina sexual.

15. Os cientistas admitem que a condensação de um dos cromos-somos X das fêmeas seja uma estratégia para inativar os genesnele contidos, igualando assim a quantidade de genes ativosem fêmeas e em machos. Esse mecanismo, conhecido por com-pensação de dose, compensaria a dose dupla de genes docromossomo X das fêmeas em relação à dose simples dessesgenes nos machos. Essa idéia foi proposta originalmente pelapesquisadora inglesa Mary Lyon em 1961, sendo também co-nhecida como hipótese de Lyon.

16. Em gatos, a pelagem preta e a pelagem amarela são condiciona-das por alelos de um gene localizado no cromossomo X. Como osmachos têm somente um cromossomo X, eles nunca têm essasduas cores simultaneamente, pois apresentam apenas um ou outroalelo. As fêmeas heterozigóticas são geralmente malhadas, compartes do corpo pretas e partes amarelas. A explicação para essefato é que, nas regiões pretas, o cromossomo X inativado é oportador do alelo para amarelo, enquanto, nas regiões amarelas,o cromossomo X inativado é o portador do alelo para cor preta.

17. Genes localizados no cromossomo Y são denominados genesholândricos porque só ocorrem no sexo masculino. Um exemploé o gene SRY, responsável pela determinação do sexo masculinoem mamíferos.

18. Genes com expressão limitada ao sexo são aqueles que, apesarde estarem presentes em ambos os sexos, só se expressam emum deles. Um exemplo é o dos genes envolvidos na produçãode leite dos mamíferos, que só se expressam nas fêmeas.

19. São genes que se expressam de modos diversos em indivíduosde sexos diferentes. Um exemplo desse tipo de gene na espéciehumana é o que condiciona a calvície hereditária, uma caracte-

Mulheres Homens

Genótipos Fenótipos Genótipos Fenótipos

XD XD Normal XD Y Normal

XD Xd Normal Xd Y Daltônico

Xd Xd Daltônica

XX d

D

H

hMulher X

YX

d HHomem

a) Admitindo-se 20% de permutação, a mulher formará quatrotipos de gametas com as seguintes freqüências: 0,40 dH, 0,40 Dh;0,10 dh e 0,10 DH. O homem formará dois tipos de gametas:0,50 dH e 0,50 Y. Portanto, 10% dos homens (DH) e 50% dasmulheres (Dh/dh e DH/dH) serão normais para ambas as carac-terísticas, ou seja, 30% da prole. b) 0,10, ou 10%/(dh).

37. a) 100% de asas curtas. b) 100% das fêmeas com asas longase 100% dos machos com asas curtas. c) 100% com asas lon-gas. d) 100% das fêmeas com asas longas; 50% dos machoscom asas longas e 50% com asas curtas. e) 50% de fêmeascom asas longas e 50% com asas curtas; 50% de machos comasas longas e 50% com asas curtas.

38. Entre os machos, todos terão penas barradas e crista rosa. Entreas fêmeas, todas terão penas uniformes e crista rosa.

39. a) Será 25% ou 1/4 (1/2 de probabilidade de a mulher ser portado-ra X 1/2 de probabilidade de um filho ser afetado). b) Será 25%ou 1/4 (1/2 de probabilidade de a mãe da mulher ser portadora X1/2 de probabilidade de a mulher ter recebido o gene da mãe).



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CAPÍTULO 7

DO GENÓTIPO AOFENÓTIPO: COMO SEEXPRESSAM OS GENES

GUIA DE ESTUDO

1. Nas últimas cinco décadas, os progressos no estudo do DNAforam enormes: determinou-se sua estrutura molecular; o códi-go genético foi desvendado; descobriu-se como as informaçõescodificadas no DNA são traduzidas em mensagens que contro-lam o funcionamento celular. Além disso, técnicas sofisticadasde análise e de manipulação de moléculas de DNA foram desen-volvidas, levando à criação de novos campos de pesquisa e denovas tecnologias. O estopim dessa revolução nos conhecimen-tos genéticos foi a publicação, em 1953, do modelo de dupla-hélice do DNA, pelos pesquisadores James Watson e Francis Crick.

2. O DNA foi descoberto por Friedrich Miescher, no final da décadade 1860. Em um de seus experimentos, Miescher obteve, a partirde células do pus, um precipitado que diferia quimicamente detodas as substâncias protéicas conhecidas. Ele descobriu que anova substância se concentrava no núcleo celular, na épocaconsiderado uma estrutura de pouca importância para o fun-cionamento da célula. A análise química mostrou que as quan-tidades relativas dos elementos hidrogênio (H), carbono (C), oxi-gênio (O) e nitrogênio (N) presentes na nova substância diferiamdas encontradas nas proteínas; além disso, ela continha o ele-mento fósforo (P), ausente nas proteínas. Convencido de quehavia realmente descoberto uma nova substância, Miescher de-nominou-a nucleína, pelo fato de estar concentrada no núcleodas células.

3. A interpretação das figuras obtidas pela técnica de difração deraios X, realizada pela pesquisadora Rosalind Franklin no labora-tório de H. F. Wilkins, permitiu concluir que a molécula de DNAtem estrutura helicoidal (semelhante a uma mola espiral com 2 nm,0,000002 mm, ou 2 milionésimos de mm) de espessura.

4. No DNA, a quantidade de timina é igual à de adenina, e a quan-tidade de citosina é igual à de guanina porque as duas cadeiaspolinucleotídicas são rigorosamente complementares: se houverum nucleotídio com adenina em uma das cadeias, haverá na outracadeia, na mesma posição, um nucleotídio com timina. Da mesmaforma, se houver um nucleotídio com citosina em uma das ca-deias, haverá um com guanina na cadeia complementar.

5. O modelo da dupla-hélice de Watson e Crick foi prontamenteaceito pela comunidade científica porque explicava pelo menostrês características fundamentais do material genético: a capaci-dade de duplicação; a capacidade de conter informações para aprodução de proteínas; a capacidade de sofrer mutação.

6. Os pneumococos podem apresentar-se em forma capsulada, emque as células são envoltas por uma camada de muco (cápsula),ou desprovidos de cápsula, em que as células não apresentam oenvoltório mucoso. Bactérias capsuladas são patogênicas, istoé, causam pneumonia em animais; as bactérias sem cápsula nãocausam a doença. A presença de cápsula é hereditária; bactériascapsuladas, quando se reproduzem, originam bactérias-filhascapsuladas, enquanto bactérias sem cápsula, ao se reproduzi-rem, originam bactérias-filhas idênticas a si, sem cápsula. Como objetivo de verificar se era a cápsula o fator desencadeante dapneumonia, o pesquisador Griffith injetou em camundongosbactérias capsuladas previamente mortas pelo calor. Os animaiscontinuaram saudáveis, o que o levou a concluir que as bacté-rias capsuladas tinham de estar vivas para causar a doença. Ele,

então, injetou em camundongos uma mistura de bactériascapsuladas mortas pelo calor e bactérias sem cápsula vivas. Osanimais que haviam recebido injeção da mistura morreram depneumonia e em seu sangue havia bactérias capsuladas vivas.Griffith concluiu que bactérias vivas sem cápsula haviam se trans-formado em bactérias encapsuladas devido a algum tipo de in-fluência das bactérias capsuladas mortas e chamou o fenômenode transformação bacteriana.

7. Avery e seus colaboradores isolaram um extrato de bactériacom cápsula com alto poder transformante e o trataram comamilase (enzima que degrada polissacarídios), com proteases(enzimas que degradam proteínas) e com ribonucleases (en-zimas que degradam RNA); constataram que esses tratamen-tos não afetavam o poder do extrato de transformar bactériassem cápsula em bactérias capsuladas. No entanto, quando oextrato foi tratado com desoxirribonuclease, enzima que de-grada DNA, ele perdeu completamente o poder de transfor-mar bactérias sem cápsula em bactérias capsuladas. Assim, ospesquisadores chegaram à conclusão de que a substânciatransformante era o DNA.

8. Eles marcaram o DNA de alguns fagos com fósforo radioativo eo de outros com enxofre radioativo e, em seguida, infectarambactérias com cada um dos fagos marcados radioativamente.Foi possível verificar, então, que o fósforo radioativo incorpora-do nos fagos era transferido para as bactérias infectadas e que aradioatividade aparecia posteriormente na progênie de fagosproduzida pela lise bacteriana. A radioatividade devida ao enxo-fre tinha um destino diferente, ela não penetrava na bactériainfectada e não aparecia na progênie produzida. Esses resulta-dos permitiram concluir que apenas o DNA do fago penetra nabactéria por ocasião de infecção e que, a partir dele, é produzi-da toda uma geração de fagos com DNA e proteínas típicos daespécie de fago utilizada. Portanto, a fonte das informaçõeshereditárias é o DNA, pois a partir dele pode ser formado tantoDNA quanto proteínas virais.

9. O primeiro pesquisador a sugerir que os genes atuavam por meiode enzimas foi o médico inglês Archibald E. Garrod, que propôsessa hipótese para explicar a enfermidade conhecida comoalcaptonúria no começo do século XX, quando ainda se sabiamuito pouco sobre genes e enzimas. Garrod havia examinadouma criança portadora de alcaptonúria e o fato de os pais deseu paciente serem primos em primeiro grau levou-o a pensarque a enfermidade podia ser hereditária. Em 1902, após estu-dar, juntamente com Bateson, a genealogia de outros alcapto-núricos, Garrod concluiu que a doença devia ser condicionadapor um alelo recessivo.

10. A fenilcetonúria é uma doença hereditária causada por um alelorecessivo de um gene localizado no cromossomo 12 humano.O alelo normal desse gene codifica uma enzima que catalisa areação química de transformação da fenilalanina em tirosina.No caso de essa enzima estar ausente, ou seja, se a pessoa forhomozigótica para o alelo alterado do gene, as células nãoconseguem transformar fenilalanina em tirosina. Nessas pes-soas, denominadas fenilcetonúricas, a fenilalanina não utiliza-da na síntese das proteínas acumula-se no sangue e é conver-tida em outras substâncias, como ácido fenil-pirúvico, ácidofenil-lático e fenil-acetil-glutamina. Algumas dessas substân-cias são tóxicas e causam lesões cerebrais; por isso, os fenilce-tonúricos não tratados adequadamente tornam-se deficientesmentais. Isso pode ser evitado se a deficiência for detectadaprecocemente. Por essa razão, em muitos países, entre eles oBrasil, é obrigatório submeter os recém-nascidos a examelaboratorial (o chamado “teste do pezinho”) para identificaros afetados. Uma vez diagnosticada a doença, a pessoa deveter uma dieta que contenha apenas o mínimo de fenilalaninarequerido pelo organismo.



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11. O termo albinismo refere-se a um conjunto de condições here-ditárias que leva certas pessoas a ter pouca ou nenhuma pig-mentação nas estruturas de origem epidérmicas. O albinismotipo 1 é condicionado por um alelo recessivo de um gene locali-zado no cromossomo 11 humano, que codifica a enzimatirosinase, a qual atua na transformação de tirosina em melanina.Os homozigóticos recessivos para o alelo mutante desse geneapresentam ausência completa do pigmento melanina na pele,nos olhos, pêlos e cabelos.

12. Beadle e Tatum imaginaram que, para produzir todos os seuscomponentes, as células do fungo deveriam realizar milhares dereações químicas, cada uma delas catalisada por uma enzimaespecífica. Se a hipótese de que cada enzima é codificada porum gene específico estivesse correta, para cada reação metabó-lica deveria haver um gene correspondente, responsável pelaprodução da enzima catalisadora específica. Sendo a neurósporaum organismo haplóide, o mutante para um gene essencial nãosobreviveria, a menos que a substância cuja síntese era contro-lada por ele fosse fornecida ao organismo como alimento.

13. Em uma primeira etapa, Beadle e Tatum irradiaram esporos comraios X para aumentar a freqüência de mutação dos genes. Osesporos irradiados eram colocados separadamente em tubos deensaio que continham diferentes meios de cultura. Para selecio-nar um mutante incapaz de produzir o aminoácido arginina, porexemplo, bastava suplementar o meio mínimo com arginina: osfungos mutantes absorviam essa substância do meio e sobrevi-viam à sua deficiência genética. Para diferenciar um fungo selva-gem, em que o gene para sintetizar arginina é funcional (arg+), deum fungo mutante, portador de um alelo defeituoso (arg–), elesretiravam uma pequena amostra de cada fungo cultivado no meiosuplementado e transferiam-na para meio mínimo. Os fungosque se desenvolviam também em meio mínimo eram, com cer-teza, selvagens (arg+); os que não sobreviviam no meio mínimoeram mutantes, no caso, incapazes de produzir arginina (arg–).

14. Segundo essa teoria, os genes atuam por meio do controle da sín-tese dos polipeptídios; uma vez que uma proteína pode ser forma-da por dois ou mais deles, ela pode ser codificada por mais de umgene. A hemoglobina humana, por exemplo, é uma proteína for-mada por quatro cadeias de dois tipos de polipeptídios, alfa e beta.Os dois locos gênicos responsáveis pela produção dessespolipeptídios localizam-se em cromossomos humanos diferentes.

15. O DNA constituinte dos genes não atua diretamente na síntesedas proteínas, mas por meio de moléculas mensageiras de RNA.As instruções codificadas nas seqüências de bases nitrogenadasdo DNA constituinte dos genes são transcritas em moléculas deRNA e, destas, traduzidas nas seqüências de aminoácidos dospolipeptídios que constituem as proteínas.

16. Três tipos básicos de RNA participam diretamente da síntese dasproteínas nas células de todos os seres vivos: RNA ribossômico(RNAr), RNA transportador (RNAt) e RNA mensageiro (RNAm).Os RNAr constituem, juntamente com certas proteínas, minúscu-los grânulos denominados ribossomos, capazes de unir os ami-noácidos e formar as cadeias polipeptídicas que constituem asproteínas. Os RNAt têm por função capturar aminoácidos livresna célula, levando-os até os ribossomos, onde eles se unem paraformar a molécula polipeptídica. Os RNAm são cópias dos genescodificadores de proteínas e contêm em sua seqüência de basesnitrogenadas as instruções sobre a ordem em que os aminoácidosdevem unir-se para produzir determinado polipeptídio.

17. Unidade de transcrição pode ser definida como um segmento deDNA que é transcrito de forma contínua para uma moléculade RNA. Esse segmento de DNA caracteriza-se por apresentar umaseqüência especial de bases nitrogenadas, a região promotora(ou apenas promotor), na qual se encaixa a enzima polimerase doRNA, responsável pela transcrição. O término da unidade de trans-crição é definido por uma outra seqüência especial de bases

nitrogenadas, denominada seqüência de término de transcrição,que determina o desligamento da polimerase do RNA da molécu-la-molde de DNA, completando o processo.

18. A transcrição de um RNA tem início quando uma polimerase doRNA se encaixa na região promotora e separa, nesse local, asduas cadeias da molécula de DNA. A enzima passa, então, aorientar o encaixe de ribonucleotídios (nucleotídios do RNA, cujapentose é a ribose) às bases de uma das cadeias do DNA, unin-do-os entre si à medida que os ordena na cadeia de modelo-DNA. Ao atingir a seqüência sinalizadora de término de transcri-ção, a polimerase solta-se do DNA e a transcrição termina. Des-sa forma, a polimerase do RNA percorre o segmento de DNA ecopia uma de suas cadeias em uma molécula de RNA, cuja se-qüência de bases nitrogenadas é rigorosamente complementarà da cadeia de DNA que serviu de molde.

19. Em bactérias, a molécula de RNAm transcrita contém, em geral,instrução para a síntese de mais de uma cadeia polipeptídica;corresponde, portanto, a mais de um gene. Por exemplo, emEscherichia coli, os genes que codificam as enzimas beta-galactosidase, galactosídio-permease e acetilase são transcritos emuma única molécula de RNA mensageiro. Os ribossomos traduzemas regiões desse RNA mensageiro, correspondentes a cada um dosgenes, de modo independente e geram três polipeptídios diferen-tes, que constituem as três enzimas. Nos organismos eucarióticos,a regra é cada RNA mensageiro conter instrução para um únicotipo de polipeptídio, correspondendo, portanto, a um único gene.

20. Em bactérias, a seqüência de aminoácidos de um polipeptídiocorresponde exatamente à seqüência de bases do segmento deDNA que foi transcrito para o RNAm. Os cientistas costumamdizer, por isso, que em bactérias há colinearidade entre as ca-deias polipeptídicas e os segmentos de DNA que as codificam.Nos organismos eucarióticos a situação é diferente; a maioriadas cadeias polipeptídicas não é perfeitamente colinear à se-qüência de bases do DNA que as codifica. A razão disso é que ainstrução para a síntese de proteínas nos genes eucarióticos nãoé contínua como nos genes bacterianos; a instrução genéticaeucariótica é geralmente interrompida por trechos da moléculaque não codificam aminoácidos.

21. Em uma unidade de transcrição de organismos eucarióticos hásegmentos da molécula de DNA que serão traduzidos em seqüên-cias de aminoácidos e segmentos intercalares, que não serão tra-duzidos. Em 1978, o geneticista Walter Gilbert propôs os termos:exon para designar as regiões de um gene que são traduzidas emseqüências de aminoácidos, e intron para designar as regiões deum gene não traduzidas, localizadas entre os exons.

22. A polimerase do RNA ao percorrer uma unidade de transcriçãoeucariótica, transcreve tanto regiões dos exons quanto dos introns,gerando uma molécula de RNA chamada de RNA pré-mensagei-ro (ou RNA heterogêneo, devido ao seu grande tamanho). Aindadentro do núcleo, a molécula de RNA recém-sintetizada passapor uma série de modificações químicas até ser transformada noRNA mensageiro que irá para o citoplasma reger a síntese da pro-teína. Entre as modificações pelas quais passa o RNA pré-mensa-geiro, a mais notável é a retirada dos introns, ou seja, das porçõesque não codificarão aminoácidos na proteína a ser produzida. Oprocesso de remoção dos introns de uma molécula de RNA pré-mensageiro recebeu a denominação, em inglês, de splicing, ter-mo que poderia ser traduzido por “corte e emenda”.

23. Os cientistas descobriram que uma mesma molécula de pré-RNAmensageiro pode sofrer tipos diferentes de splicing em tiposcelulares diferentes. Em outras palavras, em diferentes tipos decélulas pode haver eliminação de diferentes tipos de segmentosde um mesmo pré-RNA mensageiro, de modo que o RNAm ori-ginado por uma mesma unidade de transcrição pode ser mon-tado de diferentes maneiras, dependendo do tipo de célula. Essefenômeno é chamado de splicing alternativo.



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QUESTÕES OBJETIVAS

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30. b 31. c 32. c 33. c 34. a 35. a

36. d 37. a 38. c 39. c


40. Basta um alelo normal para que ocorra a produção correta daenzima tirosinase, que transforma tirosina em melanina; assim,apenas os homozigóticos recessivos são incapazes de realizar areação e não conseguem produzir o pigmento.

41. Todos os mutantes necessitam de arginina para sobreviver, poisesse é um aminoácido que entra na composição de praticamentetodas as proteínas. Se o mutante I é capaz de sobreviver em ummeio mínimo suplementado apenas com citrulina, é porque eleconsegue transformar essa substância em arginina, do que seconclui que ele possui a versão normal do gene C, que catalisa areação 3. Como ele não consegue viver em meio suplementadoapenas com ornitina é porque ele não consegue transformar essasubstância em citrulina, podendo-se concluir que ele é portadorda mutação b. O mesmo raciocínio permite concluir que o mutanteII é capaz de realizar as reações 2 e 3; logo, ele possui as versõesnormais dos genes B e C; mas como não consegue realizar a rea-ção 1, é portador da mutação a. O mutante III só consegue sobre-viver em meio que seja suplementado com arginina; portanto,seu defeito genético deve afetar a reação 3 de síntese desse com-posto; por isso, conclui-se que ele é portador da mutação c.

42. Não, pois os genes eucarióticos apresentam introns que devemser eliminados do RNA transcrito antes de ele ser traduzido pelacélula, e as bactérias não possuem o sistema para realizar osplicing. Assim, os RNA transcritos do DNA humano implantadoseriam traduzidos com seus introns (dois, no caso da hemo-globina) e gerariam proteínas diferentes. Para que geneseucarióticos possam funcionar corretamente em células bacteria-nas, produzindo proteínas tipicamente eucarióticas, é necessá-rio que os introns sejam eliminados do DNA antes da transfe-rência gênica para o microrganismo.

CAPÍTULO 8

APLICAÇÕES DOCONHECIMENTO GENÉTICO

GUIA DE ESTUDO

1. O melhoramento consiste em selecionar e aprimorar as qualida-des das espécies, tendo em vista sua utilização pelos humanos.Antes do advento da Genética, era feito de forma puramenteintuitiva; quando um agricultor desejava aumentar o número degrãos nas espigas de milho, por exemplo, ele selecionava se-mentes entre os grãos das espigas maiores para plantar. Se de-sejava aumentar o peso médio das galinhas, selecionava os in-divíduos maiores e mais pesados como reprodutores. Com odesenvolvimento de novos conceitos e técnicas genéticas tornou-se possível racionalizar e aperfeiçoar a seleção. O melhoramen-to das espécies em função de sua utilidade tornou-se científico.

2. Os produtos do cruzamento entre linhagens diferentes de umamesma espécie, como entre linhagens de milho, apresentam emdiversos casos qualidades superiores às das linhagens parentais(por exemplo, são mais vigorosos, resistentes a doenças etc.).Os cientistas concluíram que os híbridos são mais vigorosos queas linhagens puras, altamente homozigóticas, por possuíremmuitos genes em condição heterozigótica. Esse fenômeno ficouconhecido como vigor híbrido, ou heterose.

3. Uma maneira de propagar assexuadamente variedades de plantasde interesse é a enxertia (de enxertar, do latim insertare, inserir,introduzir), que consiste em implantar parte de uma planta vivaem outra. Essa técnica tem sido muito empregada na dissemina-ção de plantas frutíferas, como laranjas, uvas, abacates, maçãsetc. Outra maneira de fazer essa propagação é por meio da cultu-ra de tecidos vegetais, que consiste em retirar uma pequena por-ção de tecido vivo de uma planta e cultivá-la em um meio nutriti-vo, suplementado com hormônios e fatores de crescimento. Nes-sas condições, células vegetais retomam a capacidade de se dividire podem originar uma planta completa, geneticamente idêntica àplanta-mãe. Essa técnica tem sido empregada com sucesso na pro-dução em larga escala de plantas como orquídeas e violetas.A vantagem é que se podem produzir milhares de plantas idênti-cas a partir da cultura de células de uma única planta.

4. Nos animais e nas plantas dióicas, os descendentes de uns pou-cos indivíduos escolhidos são cruzados entre si por várias gera-ções, o que se denomina endogamia. A descendência que resul-ta da endogamia é mais homogênea do que aquela provenientede cruzamentos livres. Os filhos dos cruzamentos endogâmicostendem a ser mais semelhantes aos pais e a apresentar maiornúmero de genes na condição homozigótica. Dessa forma, umdeterminado genótipo de interesse pode ser propagado por re-produção sexuada com pouca modificação ao longo das gera-ções. As raças puras, das quais muito se ouve falar, são linha-gens altamente homozigóticas que produzem indivíduos comas mesmas características fenotípicas geração após geração.Os indivíduos dessas raças são semelhantes entre si porque pos-suem genótipos semelhantes, homozigóticos para diversos genes.

5. Um dos problemas decorrentes da endogamia é a diminuiçãoda variabilidade genética, isto é, os indivíduos passam a apre-sentar pouca diferença genética entre si, o que reduz a capaci-dade da população em se adaptar eficientemente a alteraçõesambientais. Os antigos agricultores, mesmo antes do desenvol-vimento da Genética, já lidavam com esse problema. Em cam-pos de trigo, era comum plantar diversas variedades, o que au-mentava a chance de se preservar ao menos parte da lavouraem caso de seca, enchente ou pragas. Essa técnica milenar foiamplamente abandonada, e hoje predominam as lavouras demonocultura, em que grandes áreas são ocupadas com umaúnica variedade de planta. Apesar de as monoculturas produzi-rem maiores lucros em curto prazo, os resultados poderão serdesastrosos. Monoculturas são mais vulneráveis a doenças, pois,como todas as plantas são geneticamente muito parecidas, umapraga pode dizimar completamente uma plantação inteira, semencontrar indivíduos geneticamente resistentes.

6. Aconselhamento genético é a orientação que especialistas nocampo da Genética Humana dão a um casal sobre os riscos deeventuais filhos apresentarem alguma doença genética, princi-palmente no caso das existentes no histórico familiar.

7. Um casal só deve se preocupar em procurar aconselhamentogenético se já teve alguma criança com problemas ou se souberde parentes afetados por doenças genéticas. Mulheres com maisde 35 anos que desejam engravidar devem procurar um serviçode aconselhamento genético, para serem orientadas sobre o ris-co de gerar filhos com número anormal de cromossomos, queaumenta significativamente depois dessa idade.

8. Alelos deletérios são aqueles que causam doenças ou diminuema taxa de sobrevivência ou de reprodução de um organismo.Muitos alelos deletérios presentes nas populações humanas sur-gem por mutações de alelos normais e são recessivos. Para cal-cular o risco de uma doença genética recessiva se manifestar,tenta-se descobrir se os pais são ou não portadores do alelopara a doença. A maioria das crianças com problemas causadospor alelos recessivos tem pais normais. Todas as pessoas têmpelo menos alguns alelos deletérios e só não os manifestamporque eles estão em condição heterozigótica.



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9. A probabilidade de alelos deletérios recessivos se encontrarem,originando uma pessoa homozigótica doente, aumenta nos casa-mentos consangüíneos, ou seja, em que as pessoas que se casamsão parentes próximos, tais como primos em primeiro grau. Pes-soas aparentadas, por terem herdado seus genes de ancestraiscomuns, têm maior chance de possuir um mesmo tipo de alelo“familiar” que pessoas não-aparentadas. Diversas culturas têmleis que proíbem ou desaconselham o casamento entre parentespróximos. Essas leis surgiram, provavelmente, da observaçãoempírica de que defeitos presentes ao nascer são mais comunsnos casamentos entre parentes. Problemas causados por casa-mentos consangüíneos também podem ser observados nos ani-mais domésticos e de zoológicos, onde o número pequeno deanimais leva parentes próximos a serem cruzados entre si.

10. Diagnóstico pré-natal refere-se à investigação de doenças genéti-cas graves ainda durante a vida intra-uterina. Em diversos países,uma vez identificada uma doença grave no embrião ou feto, ocasal pode optar pelo aborto terapêutico ou preparar-se para criarum filho portador da anomalia. Há dois métodos básicos paradiagnosticar possíveis defeitos genéticos de um embrião em de-senvolvimento: a amniocentese e a amostragem vilo-coriônica.

11. A amniocentese é uma técnica rápida, precisa e de pouco riscopara a mãe e para o feto, sendo empregada para análise defetos entre a 14a e a 16a semanas de gravidez. Uma agulha lon-ga é introduzida na barriga até atingir a bolsa amniótica, opera-ção monitorada por um aparelho de ultra-sonografia. Bastamalguns mililitros de líquido amniótico para realizar diversos tiposde exame. Certas doenças podem ser detectadas pela presença,no líquido amniótico, de substâncias químicas indicativas dadoença. Podem-se, também, cultivar células fetais presentes nolíquido amniótico, fazendo com que elas se multipliquem, o quepermite estudar seus cromossomos e construir idiogramas, as-sim como realizar exame do DNA fetal.

12. A amostragem vilo-coriônica permite diagnosticar doenças he-reditárias entre a 8a e a 10a semanas de gravidez, antes, portan-to, que a amniocentese. Com o auxílio de um longo instrumen-to de punção introduzido pela vagina até o interior do útero,retira-se uma pequena porção do envoltório embrionário, o cha-mado cório. As células embrionárias podem, então, ser cultiva-das em meio nutritivo ou ser analisadas imediatamente, depen-dendo do tipo de estudo que se quer realizar. A operação deretirada de amostras de vilosidades coriônicas causa aborto doembrião em cerca de 1% dos casos. Por isso, esse tipo de diag-nóstico é empregado apenas quando há alto risco de doençagenética, o que pode justificar sua identificação precoce, paraum eventual aborto terapêutico.

13. As endonucleases de restrição são enzimas bacterianas que atuamcomo “tesouras moleculares”, reconhecendo seqüências de paresde bases específicas em moléculas de DNA e cortando-as nessespontos. Elas são altamente específicas, cada tipo reconhece ecorta uma única seqüência de nucleotídeos, em geral constituí-da por 4 ou 6 pares de bases nitrogenadas.

14. Acredita-se que as bactérias desenvolveram essas enzimas, ao lon-go da evolução, como proteção ao ataque de bacteriófagos. Umamolécula de DNA viral que contenha sítios para uma endonucleasebacteriana, ao ser injetada na bactéria, é prontamente cortadanesses pontos e deixa de funcionar. Hoje são conhecidas cente-nas de endonucleases de restrição, que são purificadas ecomercializadas por diversos laboratórios no mundo.

15. Como uma determinada endonuclease de restrição reconhecesítios específicos no DNA, se moléculas idênticas forem tratadascom a mesma enzima, elas serão cortadas nos mesmos pontos,originando fragmentos de tamanhos idênticos. Por exemplo, noprimeiro estudo envolvendo endonuclease de restrição, os pes-quisadores trataram DNA do vírus SV40 com a enzima Hind II e

obtiveram 11 tipos de fragmentos que diferiam quanto ao tama-nho. Como o DNA desse vírus é uma molécula circular, concluiu-se que ela foi cortada em 11 locais, sendo que o tamanho decada fragmento correspondia à distância entre os dois sítiosde corte que o produziram.

16. Os fragmentos de diferentes tamanhos, gerados pela digestãode um DNA com determinada endonuclease de restrição, po-dem ser separados uns dos outros por meio de uma técnicadenominada eletroforese (do grego phoresis, ação de transpor-tar, migração). Nesse processo, os fragmentos são separados portamanho, ficando dispostos como faixas transversais ao longode uma placa de gelatina, constituindo o que se convencionouchamar de padrão de restrição.

17. Os pesquisadores comparam amostras de DNA por meio de seuspadrões de restrição: moléculas que produzem padrão de frag-mentos distintos com uma mesma endonuclease são certamentediferentes, pois foram cortadas em pontos não coincidentes; jámoléculas de DNA que apresentam exatamente o mesmo padrãode fragmentos têm uma grande chance de serem idênticas.

18. A clonagem molecular consiste em unir um segmento de DNAde interesse que se quer multiplicar a um DNA vetor, um plasmídioou um DNA viral, e multiplicar a construção obtida em célulashospedeiras, em geral bactérias. O conjunto dessas moléculasde DNA, geradas pela multiplicação da célula bacteriana trans-formada, constitui um clone da construção original, daí ametodologia ter ficado conhecida como clonagem molecular.

19. A região mediana do cromossomo do vírus, onde se localizamos genes não-essenciais, pode ser retirada e substituída por umpedaço de DNA de qualquer outro organismo. Quando ocromossomo viral se multiplica, o DNA estranho incorporado aele também é multiplicado. Assim, a partir de uma única partí-cula viral podem-se obter bilhões de partículas idênticas, cadauma delas contendo uma cópia do fragmento de DNA que foiintroduzido no cromossomo do vírus.

20. YAC, ou cromossomos artificiais de levedura, são vetores declonagem molecular constituídos por DNA plasmidial capaz de semultiplicar em células da levedura e que contém uma seqüênciacorrespondente ao centrômero do fungo e seqüências teloméricasnas extremidades. O DNA a ser clonado é introduzido nesse vetore a construção recombinante é usada para transformar células delevedura. Nelas a construção comporta-se como um de seuscromossomos, duplicando-se a cada divisão celular e sendo trans-mitida a ambas as células-filhas. Assim, todas as células de umclone de levedura gerado por uma única célula onde a constru-ção foi originalmente introduzida conterá o cromossomo artificialconstituído pelo DNA de interesse unido ao vetor.

21. Um segmento de DNA de uma espécie é transferido para indiví-duos de uma outra espécie. Pode-se, por exemplo, introduzirum gene humano clonado em um camundongo ou um gene deinseto em uma planta. Os organismos que recebem e incorpo-ram genes de outra espécie são chamados transgênicos.

22. O Projeto Genoma Humano teve início oficialmente em outubrode 1990, com a publicação de um plano de pesquisa para sedeterminar a seqüência de todos os nucleotídeos dos 24cromossomos constituintes do genoma humano (os 22autossomos e os cromossomos sexuais X e Y). Além disso, outroobjetivo do projeto era identificar todos os genes de nossa espé-cie. No plano inicial estava previsto o desenvolvimento de técni-cas para análise dos dados e de normas para os problemas éti-cos, legais e sociais que certamente iriam surgir com o aumentode conhecimento na área. Previa-se, também, o seqüenciamentodo genoma de organismos usados como modelo na investiga-ção biológica, como a bactéria Escherichia coli, o vermenematódeo Caenorhabditis elegans, a mosca Drosophilamelanogaster e o camundongo Mus musculus, entre outros.



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23. O genoma humano é constituído por cerca de 3 bilhões de paresde nucleotídios. Apenas 3% desses pares de bases correspondema genes; 97% são seqüências não-codificantes, isto é, que não sãotranscritas para moléculas de RNA. O número de genes humanos ébem menor do que antes se imaginava, havendo entre 27 mil e40 mil genes. Isso nos coloca em pé de igualdade com os camun-dongos e apenas um patamar acima das moscas, cujo genomapossui apenas 13 mil genes. O seqüenciamento do DNA humanorevelou que cerca de 40% de nossos genes são semelhantes aosdos vermes nematódeos, 60% são semelhantes aos das moscas enada menos do que 90% de nossos genes são semelhantes aosdos camundongos. Diferimos de nosso parente mais próximo, ochimpanzé, em apenas 1% das seqüências de DNA, ou seja, emapenas um par de bases nitrogenadas a cada 100 pares.


QUESTÕES OBJETIVAS

24. c 25. b 26. d 27. a 28. a 29. c

30. d 31. a 32. a 33. d 34. a 35. d

36. b 37. d 38. a 39. a


40. Os estudantes deverão ser orientados a pesquisar, em diversasfontes (jornais, revistas, livros, Internet etc.) aspectos da polêmi-ca que envolvem a produção de organismos transgênicos. Emlinhas gerais, a produção de transgênicos visa obter vantagenseconômicas, mas ainda não se sabe se a tecnologia é segura.Por exemplo, têm sido produzidas plantas transgênicas comgenes que produzem substâncias tóxicas a insetos que as co-mem; a dúvida é se esse gene não poderia passar a outras plan-tas e matar indiscriminadamente insetos úteis.

41. A criança 2, pois é a única que não possui nenhuma banda coin-cidente com a do homem, indicando que não herdou DNA dele.

42. Os resultados excluem o réu como fonte do esperma presentena vagina da vítima, pois a banda de maior peso molecular, maisacima no gel, da quarta raia, da direita para a esquerda, nãoestá presente na amostra de sangue do réu, o que o exclui comofonte desse DNA.

43. A primeira raia da esquerda para a direita é a única que compar-tilha uma banda com todas as outras raias, o que indica ser aque contém o perfil do pai. Assim, o pai possui os alelos B e C; amãe deve ter contribuído com os alelos A e D para as crianças.

CAPÍTULO 9

Breve história das idéiasevolucionistas

GUIA DE ESTUDO

1. Evolução biológica é a transformação e a adaptação dos seresvivos ao longo do tempo. Esses processos de transformação eadaptação são inerentes à própria vida.

2. Criacionismo é a teoria segundo a qual todas as espécies viventesforam criadas por ato divino, tal e qual se apresentam hoje. Deacordo com a teoria criacionista, o número de espécies foi deter-minado no momento da criação. Evolucionismo é a teoria segun-do a qual os seres vivos se modificam ao longo do tempo, comnovas espécies surgindo a partir de espécies ancestrais que seextinguiram. Apesar de ambas as teorias buscarem explicar osfatos, o criacionismo não é uma teoria científica, pois se baseiaem um conjunto de dogmas, isto é, “verdades” consideradas

inquestionáveis. A visão científica parte do princípio de que nãohá verdades inquestionáveis e que sempre existe possibilidade de aexplicação para um fenômeno estar errada. A teoria da evoluçãobiológica vem resistindo a todos os testes a que tem sido subme-tida, apresentando uma explicação coerente para o conjunto defatos sobre a diversificação dos seres vivos.

3. Partindo da observação de que certos órgãos corporais se de-senvolvem quando são muito utilizados, atrofiando-se quandopouco solicitados, Lamarck imaginou que características adqui-ridas pelo uso intenso ou pela falta de uso dos órgãos (lei do usoe do desuso) poderiam ser transmitidas à descendência (lei datransmissão de caracteres adquiridos).

4. Hoje sabe-se que as alterações causadas pelo uso ou pelo desu-so dos órgãos corporais não se transmitem à descendência, oque invalida a explicação de Lamarck para a evolução biológica.O grande mérito do lamarckismo foi ter chamado a atençãopara o fenômeno da adaptação, ao sugerir que ela era decor-rente de modificações lentas e graduais dos seres vivos ao longode inúmeras gerações.

5. A cada geração morre grande número de indivíduos, muitos de-les sem deixar descendentes. Os que sobrevivem e se reprodu-zem, a cada geração, são preferencialmente os que apresentamdeterminadas características, relacionadas com a adaptação àscondições ambientais. Uma vez que, a cada geração, os mais ap-tos têm maior chance de sobreviver e de se reproduzir, a geraçãoseguinte tende a apresentar as características relacionadas a essamaior aptidão para sobreviver. Em outras palavras, a seleção na-tural favorece, ao longo das gerações sucessivas, a permanênciae o aprimoramento de características relacionadas à adaptação.

6. Darwin concluiu que a flora e a fauna de ilhas próximas são semelhan-tes porque se originaram de ancestrais comuns, provenientes doscontinentes próximos. Em cada uma das ilhas, as populações colo-nizadoras sofreram adaptações específicas, originando diferentesvariedades ou espécies. Por exemplo, as diversas espécies de pássa-ros fringilídeos de Galápagos provavelmente se originaram de umaúnica espécie ancestral, oriunda do continente sul-americano.A diversificação da espécie original, que teria originado as diferen-tes espécies atuais, deu-se como resultado da adaptação às condi-ções particulares em cada ilha do arquipélago de Galápagos.

7. Malthus sugeriu que uma população, se não encontra obstácu-los, cresce de acordo com uma progressão geométrica, enquantoos meios de subsistência aumentam de acordo com uma progres-são aritmética. Malthus não se referiu apenas às populações hu-manas, mas tentou imaginar a humanidade submetida às mes-mas leis gerais que regem populações de outras espécies de seresvivos. Esse foi o aspecto que chamou a atenção de Darwin para asidéias de “luta pela vida” e “sobrevivência dos mais aptos”.

8. Darwin sugeriu que a seleção artificial podia ser comparada àseleção que a natureza exerce sobre as espécies selvagens.Da mesma forma que os seres humanos selecionam reprodutoresde uma determinada variedade ou raça, permitindo que sereproduzam apenas os que têm as características desejadas, anatureza seleciona, nas espécies selvagens, os indivíduos maisadaptados às condições reinantes. Estes deixam um número pro-porcionalmente maior de descendentes, contribuindo significa-tivamente para a formação da geração seguinte.

9. Fósseis são vestígios deixados por seres que viveram no passa-do. Esses vestígios podem ser ossos, dentes, pegadas impressasem rochas, fezes petrificadas, animais conservados no gelo etc.O estudo dos fósseis permite aos cientistas deduzir o tamanho ea forma dos organismos que os deixaram, possibilitando areconstituição de uma imagem mental, possivelmente bem rea-lista, dos animais quando vivos. Os fósseis constituem a maisforte evidência de que nosso planeta já foi habitado por seresdiferentes dos que existem atualmente, sendo uma das princi-pais evidências da evolução biológica.



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10. Os fósseis são relativamente raros porque, a não ser em condi-ções especiais, logo que um organismo morre entram em açãoagentes decompositores, que destroem completamente seu ca-dáver. Para que ocorra a fossilização, ou seja, a formação de umfóssil, são necessárias condições extremamente favoráveis à pre-servação do cadáver ou do vestígio deixado por um organismo.Essas condições podem ocorrer, por exemplo, quando restos deum organismo são cobertos por sedimentos, como areia, argilaetc., em geral, em ambientes alagados. Os sedimentos deposi-tados sobre os restos do organismo podem se compactar com odecorrer do tempo, originando o que os geólogos denominamrocha sedimentar. No interior da rocha, os vestígios do organis-mo podem ser preservados de diversas maneiras, vindo a consti-tuir os diferentes tipos de fóssil.

11. Um tipo de fóssil conhecido como molde forma-se quando os res-tos soterrados do organismo, depois de deixarem sua forma gra-vada na rocha, desaparecem completamente. Em alguns casos, ovazio deixado pelos restos orgânicos é preenchido por minerais,que se solidificam formando uma cópia, em rocha, do organismooriginal: trata-se do contramolde. Em certos casos, as substânciasorgânicas do cadáver sepultado na rocha sedimentar são gradual-mente substituídas por minerais trazidos pela água. Lentamente,os minerais ocupam o lugar das substâncias orgânicas, em umasubstituição tão exata que todos os detalhes do corpo do organis-mo ficam preservados na rocha, embora não reste mais nada domaterial orgânico original. Esse processo de fossilização é chama-do de permineralização, ou petrificação. Outros tipos de fóssil sãoas marcas ou pegadas que um organismo deixou sobre um terre-no mole, que posteriormente se transformou em rocha. Esse tipode fóssil, denominado impressão, pode fornecer informações im-portantes sobre o organismo que o produziu.

12. Decaimento radioativo é a transformação do isótopo radioativoem isótopos do mesmo elemento ou em outros elementos quí-micos. Por exemplo, o decaimento do 14C leva à formação do14N. Meia-vida de um elemento é o período de tempo que levapara metade dos átomos de um elemento radioativo contidoem uma amostra sofrer decaimento radioativo. No caso do 14C,a meia-vida é de 5.730 anos. A meia-vida do isótopo 235U dourânio é de 700 milhões de anos. A do isótopo 40K do potássio(potássio-40) é 1,3 bilhão de anos.

13. A descoberta de que o decaimento dos elementos radioativosocorre em tempos bem definidos levou os cientistas a utilizá-loscomo “relógios radiométricos”, que permitem calcular há quantotempo certos eventos ocorreram. Por exemplo, se soubermosquanto de carbono-14 tem um animal ao morrer e formar umfóssil, poderemos calcular quanto tempo transcorreu desde suamorte pela medição do carbono-14 que restou no fóssil. Porexemplo, se um fóssil apresenta 1/16 do carbono radioativo es-timado para o organismo vivo, isso significa que sua morte ocor-reu há, aproximadamente, 23 mil anos.

14. Adaptação é o ajustamento que todo organismo apresenta emrelação ao ambiente em que vive. Basta observar qualquer servivo com atenção para constatar que muitos detalhes de suaanatomia, de sua fisiologia e de seu comportamento estão alta-mente ajustados ao seu modo de vida.

15. O evolucionismo explica a adaptação como resultado do fato deos indivíduos portadores de características adaptativas terem maischance de sobreviver e deixar descendentes, aos quais transmi-tem suas características. Dessa forma, as características vão semodificando ao longo das gerações e gradativamente se tor-nam mais adequadas e eficientes, dando ao final do processo afalsa impressão de que foram intencionalmente projetadas comum fim específico.

16. Camuflagem é o fenômeno de uma espécie desenvolver, ao longode sua evolução, uma ou mais características que se asseme-lham ao ambiente, dificultando sua localização por espécies comas quais convive. A pelagem das raposas-do-ártico, por exem-

plo, é totalmente branca no inverno, quando o ambiente emque vive está coberto pela neve, mas se torna acinzentada nasoutras épocas do ano, dificultando assim sua localização.Mimetismo refere-se ao fato de duas espécies diferentes com-partilharem alguma semelhança que é reconhecida por outrasespécies, de modo que a semelhança compartilhada conferevantagens para uma ou para ambas as espécies miméticas.As cobras-corais constituem um exemplo de mimetismo. Umaespécie não-peçonhenta, conhecida como falsa-coral, mimetizao padrão de coloração da coral-verdadeira, altamente pe-çonhenta, e desse modo afasta os eventuais atacantes.

17. De acordo com o evolucionismo, as semelhanças anatômicasentre determinados seres devem-se ao fato de eles descende-rem de uma mesma espécie ancestral que viveu em um passadoremoto, da qual herdaram o padrão de estrutura óssea. Durantea evolução de cada grupo de vertebrado, a forma de muitosossos modificou-se em função da adaptação das espécies amodos de vida diferentes, mas conservou o projeto básico doancestral. Assim, a semelhança anatômica entre os membrosanteriores dos vertebrados testemunha seu parentesco evolutivo.

18. a) Órgãos homólogos são os que se desenvolvem de modo se-melhante em embriões de diferentes espécies, como os mem-bros anteriores de grande parte dos animais vertebrados. Ape-sar de terem origem embrionária semelhante, órgãos homólogospodem desempenhar funções diferentes, como é o caso das asasdos morcegos, adaptadas ao vôo, e das nadadeiras peitorais dosgolfinhos, adaptadas à natação. b) Órgãos análogos são os quedesempenham a mesma função em espécies diferentes, mas têmorigens embrionárias completamente diversas. É o caso das asasde aves e de insetos que, apesar de estarem adaptadas à função devoar, têm origens embrionárias totalmente distintas. c) Órgãosvestigiais são estruturas atrofiadas e sem função evidente, comoé o caso do apêndice vermiforme humano, pequena estruturaem forma de dedo de luva presente na junção entre o intestinodelgado e o intestino grosso. A presença do apêndice em nossaespécie é explicada pelo fato de esse órgão ter sido importanteem nossos ancestrais remotos que tinham dieta predominante-mente herbívora, em que o ceco (porção inicial do intestino gros-so, onde se abre o intestino delgado) e o apêndice abrigavammicrorganismos auxiliares da digestão de celulose. Com o de-senvolvimento de outros tipos de dieta, na linhagem que origi-nou nossa espécie, o ceco e o apêndice vermiforme deixaram deser vantajosos e regrediram no decorrer da evolução, restandoapenas como vestígios de sua existência passada.

19. Convergência evolutiva designa a adaptação que leva gruposde organismos pouco aparentados a desenvolver estruturas eformas corporais semelhantes ao adotar modos de vida seme-lhantes. As asas, por exemplo, são estruturas adaptadas paravoar e, por isso, apresentam superfície ampla, o que permiteobter sustentação no ar. Esse princípio estrutural está presentetanto nas asas de insetos como nas asas dos morcegos, que têmorigens embrionárias totalmente distintas.


QUESTÕES OBJETIVAS

20. a 21. a 22. c 23. a 24. c 25. a

26. b 27. b 28. a 29. b 30. a 31. d

32. d 33. b 34. a 35. c 36. b


37. No processo de domesticação, a espécie humana exerce seleçãoartificial sobre plantas e animais, pois escolhe os espécimes queapresentam características de interesse econômico e promoveseu cruzamento, o que leva à diferenciação entre as espéciesdomesticadas e seus ancestrais selvagens.



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38. As populações originais de cactos provavelmente eram plantasrasteiras, com flores próximas ao solo. Plantas arborescentes comflores elevadas do chão surgiam eventualmente, ao acaso. Nasilhas em que existiam iguanas, as flores rasteiras eram comidaspor esses animais, enquanto as plantas com flores altas não eramafetadas, o que lhes conferia uma vantagem reprodutiva. Como tempo, nessas ilhas restaram apenas os cactos altos, com flo-res distantes do solo. Nas ilhas em que não existiam iguanas,não houve esse tipo de seleção e preservou-se a população ori-ginal, com predominância de indivíduos rasteiros.

CAPÍTULO 10

teoria moderna DAevoluÇÃOGUIA DE ESTUDO

1. Síntese evolucionária refere-se à incorporação dos conhecimen-tos genéticos às idéias darwinianas, que ocorre nas décadas de1930 e 1940. Segundo Mayr, a expressão síntese evolucionáriafoi introduzida por Julian Huxley para designar a aceitação deduas conclusões: a) que a evolução pode ser explicada pelasmutações e pela recombinação, orientadas pela seleção natural;b) que o fenômeno evolutivo pode ser explicado de maneiraconsistente com base nos mecanismos genéticos conhecidos. Aincorporação do conhecimento genético aos princípiosdarwinianos resultou em uma teoria evolucionista maisabrangente e consistente, que ficou conhecida como teoriamoderna da evolução ou teoria sintética.

2. Os conceitos de variação e seleção natural enunciados por Darwinnão foram afetados de maneira alguma pela revolução que ocor-reu no conhecimento genético, ao longo do século XX. Pelocontrário, a compreensão mais clara da natureza das variaçõesfortaleceu o darwinismo e confirmou que a herança de caracteresadquiridos não é possível.

3. Variabilidade gênica, ou diversidade genética, é a ocorrência dediferenças genéticas entre os indivíduos de uma população. Avariabilidade gênica é a matéria-prima sobre a qual a seleçãonatural atua.

4. As diferenças genéticas entre os indivíduos de uma população(variabilidade gênica) decorrem da mutação, que introduz no-vas versões de genes (alelos) na população, e da recombinação,por meio da qual se formam novas combinações gênicas, ga-rantindo que os indivíduos de uma espécie sejam geneticamen-te variados a cada geração.

5. Mutações gênicas são alterações do código de bases nitrogenadasdo DNA, que originam novas versões de genes (alelos), as quaispodem produzir novas características nos portadores da muta-ção. Eventualmente, um gene mutante pode conferir algumavantagem ao seu possuidor e, nesse caso, tende a ser preserva-do pela seleção natural. O conjunto de genes típico de cadaespécie atual é resultado do acúmulo de mutações vantajosasque vêm ocorrendo e perpetuando-se pela ação da seleção na-tural, durante bilhões de anos de evolução biológica. Muitasdas mutações vantajosas possíveis já foram selecionadas; amaioria das mutações são deletéris, e tendem a ser eliminadaspor seleção natural.

6. Uma das causas de mutações espontâneas é a transformaçãotemporária de uma base nitrogenada em outra, fenômeno cha-mado de tautomeria, que pode causar erros na duplicação dogene. Por exemplo, sabe-se que a citosina de uma cadeia deDNA pode sofrer perda espontânea de seu grupo amina, trans-formando-se em uracila. Se isso ocorrer exatamente no momentoda duplicação do DNA, a citosina alterada, que agora se com-

porta como uracila, orientará o emparelhamento de umnucleotídeo com adenina, e não com guanina, como deveriaser. Conseqüentemente, uma das moléculas que se originam daduplicação fica com a seqüência de bases alterada. Quando amolécula mutante se reproduz, origina cópias idênticas a si e amutação se perpetua.

7. A substituição de um par de bases nitrogenadas do DNA poroutro nem sempre altera a proteína codificada, pois o códigogenético é degenerado, isto é, alguns aminoácidos são codifica-dos por mais de um tipo de trinca de bases nitrogenadas. Porexemplo, na cadeia de DNA que atua como molde para transcri-ção do RNA mensageiro, as trincas AAA e AAG codificam ambaso aminoácido fenilalanina, de modo que, se uma mutação subs-tituir o último par A/T de uma trinca AAA/TTT por um par G/C,não haverá alteração na proteína, pois o aminoácido codificadopelo DNA mutante continuará a ser fenilalanina.

8. A perda ou adição de um par de nucleotídios na molécula deDNA leva a mutações muito mais drásticas do que a substituiçãode um único par de bases nitrogenadas, pois, enquanto estaafeta apenas um aminoácido, a perda ou adição de um par denucleotídios altera todos os aminoácidos da proteína a partir doponto da mutação.

9. Os mecanismos de reparo de erros no DNA envolvem um con-junto de enzimas que reconhece o DNA alterado, liga-se a ele e,em seguida, corta e elimina a cadeia onde se localiza o defeito.Na seqüência, outras enzimas sintetizam um novo segmento deDNA, tendo por molde a cadeia complementar à que foi elimi-nada e que não contém erros.

10. Agentes mutagênicos são agentes físicos e químicos que aumen-tam as taxas de mutação dos genes nos seres vivos. Os principaisagentes mutagênicos são as radiações ionizantes (que causam aformação de íons dentro das células) como raios X, raios gama eradiação ultravioleta, além de diversas substâncias.

11. Recombinação gênica refere-se à mistura de genes provenien-tes de indivíduos diferentes, que ocorre na reprodução sexuada.Nesse tipo de reprodução, os genes provenientes de cada umdos pais são misturados antes de serem transmitidos à descen-dência. Assim, embora a mutação seja a única maneira de surgiruma nova forma gênica (novo alelo) na população, é por meioda recombinação que os genes se organizam em novos arranjosnos indivíduos, sobre os quais a seleção natural atua.

12. Na meiose, cromossomos homólogos originalmente provenien-tes dos pais combinam-se livremente, de tal maneira que osgametas formados podem conter apenas cromossomos do tipomaterno, apenas cromossomos do tipo paterno ou, o que é maisprovável, misturas de cromossomos maternos e paternos. O nú-mero de combinações possíveis entre cromossomos maternos epaternos pode ser calculado pela expressão 2n, onde n é o nú-mero de pares de cromossomos do indivíduo. Na espécie huma-na, por exemplo, em que n = 23, uma pessoa pode produzir 223

(8.388.608) tipos de gametas, com diferentes combinações en-tre os cromossomos da mãe e do pai. A probabilidade de umgameta humano conter, por exemplo, apenas cromossomos deorigem paterna é, portanto, igual a 1/8.388.608. Além da se-gregação independente dos cromossomos, a diversidade de ti-pos de gametas é em muito aumentada pela permutação oucrossing over, fenômeno em que cromossomos homólogos ma-ternos e paternos trocam pedaços durante a meiose.

13. Mutação cromossômica, ou aberração cromossômica, é qualqueralteração que afeta o número ou a estrutura dos cromossomosde uma célula. As mutações cromossômicas, em geral, não origi-nam novas versões de genes, mas contribuem para o apareci-mento de novas combinações gênicas. Embora menos importan-tes para a evolução do que a mutação gênica e a recombinação,as mutações cromossômicas têm papel acessório na manutençãoda variabilidade gênica de certas populações naturais.



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14. As mutações cromossômicas podem ser classificadas em doistipos: numéricas e estruturais. Mutações numéricas são aquelasem que há alteração no número de cromossomos da célula.Mutações estruturais são aquelas em que há alteração na formaou no tamanho de um ou mais cromossomos da célula.

15. Aneuploidias são alterações em que há perda ou acréscimo deum ou alguns cromossomos da célula. Euploidias são alteraçõesem que há perda ou acréscimo de lotes cromossômicos (genomas)completos. Aneuploidias surgem devido a erros na distribuiçãodos cromossomos durante as divisões celulares, tanto na mitosequanto na meiose. As células resultantes da divisão anormal fi-cam com excesso ou falta de cromossomos. Euploidias surgemquando os cromossomos se duplicam, mas a célula não se divide.

16. Mutações cromossômicas estruturais resultam de quebrascromossômicas seguidas de perda de pedaços ou de ressol-daduras dos pedaços em posições diferentes da original. Asmutações estruturais podem ser classificadas em: a) deficiência,ou deleção, quando falta um pedaço ao cromossomo; b) dupli-cação, quando o cromossomo tem um pedaço repetido; c) in-versão, quando o cromossomo tem um pedaço invertido; d)translocação, quando o cromossomo tem um pedaço provenientede um outro cromossomo.

17. Inversões e translocações podem ocorrer nas condiçõeshomozigóticas ou heterozigóticas. Uma inversão ou translocaçãocromossômicas estão em homozigose se os dois membros de umpar de cromossomos homólogos apresentam a mutação. Elas es-tão em heterozigose se apenas um dos cromossomos do par dehomólogos apresenta a mutação. As inversões e translocaçõesem heterozigose podem ser percebidas durante o emparelha-mento dos homólogos na meiose. Como os genes doscromossomos homólogos emparelham-se rigorosamente, locopor loco, se um deles apresentar uma inversão ou umatranslocação envolvendo um segmento cromossômico de tama-nho relativamente grande, forma-se uma figura típica quando oemparelhamento meiótico ocorre. Na inversão cromossômica emheterozigose, a figura tem forma de alça, enquanto natranslocação em heterozigose, tem forma de cruz.

18. Segundo Darwin, todo organismo, desde uma planta até umabactéria, “luta” para sobreviver a cada minuto de sua vida. Ape-nas os mais capacitados a enfrentar os desafios, em cada con-texto particular, sobrevivem. A luta pela sobrevivência, metáforautilizada por Darwin para a seleção natural, é bastante evidenteentre os animais, em que alguns desempenham o papel de pre-sas e têm de evitar ser devorados, e outros desempenham opapel de predadores e têm de capturar animais que lhes sirvamde alimento, ou morrerão de fome. Entretanto, há formas maissutis de lutar pela vida: plantas competem umas com as outraspela umidade do solo, pelos nutrientes e até mesmo pela luzsolar. Machos disputam a atenção das fêmeas e o direito decruzar com elas e, assim, perpetuar suas características.

19. A seleção natural significa reprodução diferencial dos indivíduosde uma população, porque os mais bem adaptados têm maiorchance de deixar descendentes. A seleção decorre das restriçõesque o meio impõe à sobrevivência dos organismos, tais como adisponibilidade de alimento, competição, predadores, parasitas,doenças etc. Nessas condições, os mais aptos são aqueles queherdam combinações gênicas favoráveis à sobrevivência e re-produção em um ambiente particular.

20. Para Darwin e a maioria dos naturalistas que o sucederam, aseleção natural atua sobre os indivíduos. São estes que lutampela sobrevivência, sobrevivem e reproduzem-se, transmitindosuas características favoráveis à prole. O desenvolvimento daGenética e o reconhecimento da importância dos genes na evo-lução levaram alguns geneticistas mais radicais a reivindicar, comoalvos da seleção, os genes e não os indivíduos: estes seriam nadamais do que veículos genéticos. A maioria dos biólogos, porém,

reconhece que são os indivíduos, atuando em seu contextopopulacional, os principais alvos da seleção natural. Genes sãoapenas componentes do genótipo, enquanto o alvo da seleçãonatural é o organismo como um todo. Os genes atuam em con-junto e, na maioria dos casos, é impossível destacar a participa-ção de um gene individual na cadeia de processos que resultano fenótipo, sobre o qual a seleção atua.

21. Quanto aos efeitos que exercem nas populações, a seleção na-tural costuma ser classificada em três tipos: estabilizadora,direcional e disruptiva. Admitindo-se a variação fenotípica entreos indivíduos de uma população, a seleção estabilizadora confe-re vantagem aos indivíduos com fenótipos médios; a seleçãodirecional favorece os indivíduos de um ou outro fenótipo; aseleção disruptiva, por sua vez, favorece os indivíduos comfenótipos extremos da curva normal, em detrimento dos indiví-duos médios.

22. Um exemplo de seleção estabilizadora na espécie humana é ofavorecimento das pessoas heterozigóticas para o alelo dasiclemia, ou anemia falciforme, em regiões onde a malária éendêmica. Como as pessoas homozigóticas para o alelocondicionante da siclemia (ss) são fortemente anêmicas e, emgeral, morrem antes de se reproduzir, a tendência seria esse alelopraticamente desaparecer da população. É isso realmente queacontece na maior parte do mundo. Entretanto, estudos genéti-cos mostraram que, em locais onde a malária é endêmica, afreqüência do alelo mutante é surpreendentemente elevada.Descobriu-se que isso ocorre porque as pessoas heterozigóticas(Ss) são mais resistentes à malária que as pessoas homozigóticasnormais (SS). Como estas tendem a morrer de malária, e ashomozigóticas siclêmicas (ss) a morrer de anemia, quem temmaior chance de sobreviver e se reproduzir são as pessoasheterozigóticas (Ss), que assim transmitem o alelo s à geraçãoseguinte. É por isso que o alelo para a siclemia mantém-se emfreqüências relativamente altas nessas populações.

23. Pode-se supor que, se a malária fosse erradicada dessas regiões,a atual “inferioridade” das pessoas normais homozigóticas (SS)em relação às heterozigóticas (Ss) desapareceria, pois a maláriadeixaria de atuar como agente seletivo. Na ausência da doença,o alelo s seria progressivamente eliminado da população, poisas pessoas homozigóticas para a siclemia continuariam a morrerde anemia. Foi isso o que aconteceu com populações negrasque viviam em áreas de malária endêmica, na África, e que fo-ram levadas como escravas para a América do Norte, onde adoença é praticamente inexistente. Nos afro-americanos des-cendentes dessas populações, a freqüência do alelo s vem dimi-nuindo progressivamente ao longo das gerações.

24. Quando ocorrem mudanças ambientais e um fenótipo antes des-favorável passa a ser favorecido, fala-se em seleção direcional.O aparecimento de linhagens de bactérias resistentes a antibió-ticos e de moscas resistentes a inseticidas são dois bons exem-plos. A explicação para o desenvolvimento de linhagens de bac-térias resistentes a antibióticos é que, nas populações bacterianas,estão sempre surgindo indivíduos resistentes, mesmo na ausên-cia de antibióticos. As bactérias mutantes são, na maioria doscasos, menos eficientes que as selvagens originais, sendo rapi-damente eliminadas na competição com estas últimas. Quandoum antibiótico é aplicado, mata as bactérias selvagens e deixa àdisposição das bactérias resistentes todos os recursos do am-biente. Estas se reproduzem originando populações de indiví-duos resistentes, contra os quais aquele antibiótico terá pequenoefeito. Desde que essas substâncias antibacterianas começarama ser empregadas, após a Segunda Guerra Mundial, já foramselecionadas inúmeras linhagens bacterianas altamente resisten-tes aos mais diversos tipos de antibiótico. O desenvolvimento deresistência a inseticidas por certos insetos ocorre de modo se-melhante. Nas populações de insetos surgem indivíduos mutantesresistentes à droga, que em condições normais são geralmente

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menos bem-sucedidos que os insetos selvagens. Com a aplica-ção do inseticida, os indivíduos selvagens são eliminados, dei-xando espaço para a proliferação dos resistentes; estes logo pas-sam a constituir a quase totalidade da população. Tanto no casoda aquisição de resistência a antibióticos como na resistência ainseticidas, é a própria droga que atua como agente seletivo,eliminando os portadores de genótipos sensíveis e favorecendoa proliferação dos portadores de genótipos resistentes.

25. Seleção disruptiva é aquela que favorece os indivíduos portado-res de características extremas em uma curva normal, enquantoos indivíduos médios levam desvantagem. Esse tipo de seleçãoleva à diversificação da população, favorecendo os extremos eeliminando a média. Em um exemplo hipotético, se uma espé-cie de pássaro tivesse apenas dois tipos de alimento — semen-tes duras e larvas escondidas na madeira —, seriam favorecidosaqueles dotados de bico fino e delicado, que apresentam maisfacilidade em capturar as larvas, e os de bico maior e mais forte,capaz de quebrar sementes. Pássaros de bico intermediário le-variam desvantagem, por não serem muito hábeis na obtençãode nenhum dos dois tipos de alimento. Acredita-se que, por sercapaz de promover a diversificação de uma população, a sele-ção disruptiva represente um primeiro passo para a formaçãode novas espécies.

26. Um caso particular de seleção natural, que resulta da preferênciade indivíduos de certas espécies (em geral as fêmeas) por se acasalarcom parceiros portadores de determinadas características, é a se-leção sexual. Esta não depende da luta pela existência, mas simda luta travada pelos machos visando à posse das fêmeas. Para oderrotado a conseqüência não é a morte, e sim a redução parcialou total de sua descendência. Por conseguinte, a seleção sexual émenos rigorosa do que a seleção natural. Em muitas espécies deanimais, os machos exibem seus atributos masculinos com o in-tuito de conquistar as fêmeas e fecundá-las, garantindo assim aperpetuação de suas características. Esses atributos podem ser ocanto ou a plumagem colorida, no caso de muitos pássaros, e aagressividade e a força física, no caso de certos mamíferos. Darwinobservou que as características sexuais secundárias dos machosestavam relacionadas com a atração e a conquista das fêmeas. Osmachos mais bem-dotados, de acordo com o critério de cada es-pécie, têm maiores chances de se reproduzir e, assim, de perpe-tuar suas características.

27. O termo adaptação significa a capacidade que todo ser vivo temde se ajustar ao ambiente, isto é, de mudar em resposta a umaalteração ambiental. A adaptação pode ser entendida em nívelde indivíduo e de espécie. No primeiro caso, constitui um pro-cesso de ajustamento individual conhecido como homeostase(do grego homoios, da mesma natureza, igual, e stasis, estabili-dade), em que um organismo percebe as condições ambientaise se ajusta a elas. No segundo, é a adaptação evolutiva, em queuma população se ajusta ao ambiente ao longo de sucessivasgerações. Em ambos os casos, a adaptação é, em última análise,resultado da seleção natural.

28. Norma de reação de um genótipo é sua capacidade de produzirdiferentes fenótipos em resposta ao ambiente. Grande parte dosgenes é capaz de modificar sua expressão conforme as condi-ções ambientais. Geralmente, o genótipo comanda não um úni-co fenótipo, mas uma faixa de possibilidades fenotípicas que semanifestam de acordo com a influência ambiental.

29. Camuflagem é a propriedade de os membros de uma espécieapresentarem uma ou mais características que os assemelhamao ambiente, dificultando sua localização por espécies com asquais interage, sejam eles predadores ou presas.

30. Coloração de aviso, ou de advertência, é um padrão de colora-ção vistosa e destacada, que alerta possíveis predadores de queo animal portador tem sabor desagradável, é tóxico ou perigo-so, sendo melhor evitá-lo. Exemplos de organismos que osten-

tam coloração de aviso são borboletas de cores vivas (geralmen-te de sabor desagradável e tóxicas aos seus predadores), rãs esapos coloridos, em cuja pele há venenos poderosíssimos, e rép-teis peçonhentos como as cobras-corais e certos lagartos, cujopadrão e cores vivas da pele alertam sobre o perigo que repre-sentam. Um predador inexperiente ataca presas dotadas da co-loração de aviso, mas logo aprende a associar a sensação ruim àcor vistosa. Mesmo que ensinar a “lição” ao predador possacustar a vida de alguns indivíduos da população, esta será bene-ficiada no futuro.

31. Mimetismo é um exemplo de adaptação em que duas espéciesdiferentes assemelham-se em certas características, o que cons-titui vantagem para uma ou para ambas, em relação a um ter-ceiro componente que pode ser uma espécie ou algumas espé-cies. A imitação evolutiva, em que um modelo tóxico ou perigo-so é imitado evolutivamente por espécies “saborosas” ou ino-fensivas, é denominada mimetismo batesiano. Entre os muitosexemplos, podem-se citar as semelhanças entre as serpentesconhecidas como corais-verdadeiras, altamente peçonhentas, eas falsas-corais, bem menos perigosas que as primeiras. As fal-sas-corais imitadoras, por ostentar a coloração de aviso das co-rais-verdadeiras, beneficiam-se de sua “fama” e são evitadaspor outros animais, eventualmente predadores. Mimetismomülleriano é a imitação evolutiva em que um modelo tóxico ouperigoso é imitado evolutivamente por espécies igualmente tó-xicas ou perigosas. Se todas são parecidas, todas levam vanta-gem. Entre as serpentes corais-verdadeiras, todas elaspeçonhentas, ocorre esse tipo de mimetismo. O fato de váriasespécies de corais-verdadeiras serem parecidas reforça o avisode que é melhor evitá-las.

32. Do ponto de vista genético, população é um conjunto de indiví-duos que se reproduzem sexuadamente, compartilhando umpatrimônio gênico comum. Essa definição, proposta em 1950por Theodosius Dobzhansky, caracteriza o que se convencionouchamar população mendeliana, por aludir ao seu aspecto gené-tico. Em uma população mendeliana, com exceção dos gêmeosunivitelinos, os indivíduos diferem uns dos outros em uma sériede características. Cada indivíduo possui seu conjunto gênicoparticular, diferente do conjunto gênico de todos os demaismembros da população.

33. Número de alelos A: 7.200 (2 � 3.600 AA) + 6.000 (1 � 6.000Aa) = 13.200. Total de alelos do loco: 24.000. Portanto, a fre-qüência de A (f(A)) é 13.200 / 24.000 = 55% ou 0,55. A freqüên-cia de a (f(a)) é 1 – (f(A)), ou seja, 1 – 0,55 = 0,45 ou 45%.

34. Uma população mendeliana estará em equilíbrio gênico se asfreqüências de seus alelos permanecerem inalteradas ao longodas gerações. As condições necessárias para que uma popula-ção se mantenha em equilíbrio gênico, segundo Hardy eWeinberg, são as seguintes: a) a população deve ser muito gran-de, de modo que possam ocorrer todos os tipos de cruzamentopossíveis, de acordo com as leis das probabilidades; b) a popula-ção deve ser panmítica (do grego pan, todos, e do latim miscere,misturar), isto é, os cruzamentos entre os indivíduos de diferen-tes genótipos devem ocorrer ao acaso, sem qualquer preferên-cia. Uma população que reúna essas características e na qualnão esteja ocorrendo nenhum fator evolutivo, tal como muta-ção, seleção ou migração, permanecerá indefinidamente emequilíbrio gênico, ou seja, as freqüências de seus alelos não so-frerão alteração ao longo das gerações.

35. O princípio de Hardy-Weinberg estabelece que, para um deter-minado par de alelos com freqüências p e q, em uma populaçãomendeliana em equilíbrio, a freqüência dos diferentes genótiposem cada geração estará de acordo com a expressão p2 + 2pq +q2 = 1. No caso da população perguntada, se ela estiver em equi-líbrio gênico, esperaremos encontrar 49% (0,6) de indivíduosAA, 42% (0,32) de indivíduos Aa e 9% (0,08) de indivíduos aa.



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36. O princípio de Hardy-Weinberg estabelece um padrão teóricopara o comportamento gênico ao longo das gerações. Na práti-ca, ele nos ajuda a perceber se uma população se encontra ounão em equilíbrio, chamando a atenção para os possíveis fato-res evolutivos que estão atuando. Segundo o princípio de Hardy-Weinberg, na ausência de fatores evolutivos as freqüênciasgênicas mantêm-se constantes, em uma população teórica. Sem-pre há fatores evolutivos em ação nas populações reais, no en-tanto a lei de Hardy-Weinberg é importante porque permitedeterminar quanto e como o equilíbrio de uma população estásendo afetado pelos fatores evolutivos.

37. A mutação, processo pelo qual um alelo se transforma em ou-tro, pode alterar a freqüência gênica de uma população. Porexemplo, se a taxa de mutação de um gene A para seu alelo afor maior que a taxa de mutação inversa (de a para A), ocorreráaumento na freqüência do alelo a e diminuição na freqüênciade A. A seleção natural é o principal fator responsável pela alte-ração das freqüências gênicas de uma população. Ao atuar naeliminação ou preservação de determinados genótipos, a sele-ção altera a composição gênica das populações.

38. Migração é a saída ou entrada de indivíduos em uma popula-ção. Como diferentes populações de uma mesma espécie nemsempre são isoladas, indivíduos podem migrar; ao se incorporara uma população, denominam-se imigrantes e, ao sair dela, cha-mam-se emigrantes. Se um grupo de migrantes, constituído pre-dominantemente por pessoas com determinada característicagenética, migrar para uma região onde a maioria das pessoasnão apresenta esta característica, haverá aumento da freqüên-cia do alelo que condiciona a característica em questão e dimi-nuição correspondente na freqüência do alelo alternativo.

39. Deriva gênica é a alteração súbita das freqüências gênicas deuma população pelo efeito do acaso e não por critérios de adap-tação. Isso pode ocorrer devido a desastres ecológicos como in-cêndios florestais, inundações, desmatamentos etc. que podemreduzir tão drasticamente o tamanho de uma população que ospoucos sobreviventes não constituem uma amostra representa-tiva da população original, do ponto de vista genético.

40. Princípio do fundador é um caso extremo de deriva gênica emque uma nova população é “fundada” por um ou por poucosindivíduos, seja porque a população ancestral sofreu uma dimi-nuição drástica, seja porque um pequeno número de indivíduosde uma população migrou para outra região, onde deu origema uma nova população. Nessas condições, os indivíduos queiniciaram a nova população, por serem poucos, não constituemuma amostra representativa da população original. Há casos emque uma única fêmea grávida funda uma nova população. Essafêmea obviamente não possuirá uma amostra significativa dosdiferentes tipos de alelos presentes na população original. A de-riva gênica parece ter sido um fenômeno comum na coloniza-ção de ilhas distantes dos continentes, às quais conseguem che-gar poucos indivíduos provenientes das populações continen-tais. Nas ilhas, os “fundadores” iniciam populações cujas fre-qüências gênicas são geralmente bem diferentes das popula-ções continentais originais.


QUESTÕES OBJETIVAS

41. a 42. b 43. d 44. b 45. e


46. A partir da freqüência dos indivíduos homozigóticos recessivosna população pode-se estimar a freqüência do alelo recessivo i.

A freqüência de homozigóticos recessivos ii é obtida dividindo-seseu número (72) pelo total da população (800): 72 ÷ 800 = 0,09ou 9%.

A freqüência do alelo recessivo i (f(i) ou q) é obtida extraindo-se araiz quadrada da freqüência dos homozigóticos, que é igual aq2. Assim, a freqüência do alelo recessivo é:

q = √q2 = √0,09 = 0,3

Uma vez que p + q = 1, a freqüência do alelo dominante (f(I) oup) pode ser assim calculada, com base na expressão p = 1 – q:

p = 1 – 0,3 = 0,7

Uma vez calculadas as freqüências dos alelos I e i, podem-seestimar as freqüências de cada um dos genótipos, admitindo-seque a população esteja em equilíbrio quanto a esse par de alelos:

f(II) = p2 = (0,7)2 = 0,49 ou 49%

f(Ii) = 2pq = 2 x (0,7) x (0,3) = 0,42 ou 42%

f(ii) = q2 = (0,3)2 = 0,09 ou 9%

Basta multiplicar a freqüência com que ocorre cada uma dessasclasses de fenótipos pelo número total de indivíduos da popula-ção para obtermos uma estimativa numérica para os genótipossensíveis ao PTC:

Número de pessoas com genótipo II = 0,49 x 800 = 392

Número de pessoas com genótipo Ii = 0,42 x 800 = 336

CAPÍTULO 11

Origem das espéciese dos grandes grupos

de seres vivosGUIA DE ESTUDO

1. Anagênese refere-se às mudanças evolutivas que ocorrem den-tro de uma população, isto é, que podem ser compartilhadaspor todos os seus componentes. Os processos anagenéticos sãoresponsáveis pela lenta e contínua adaptação de uma populaçãoao seu ambiente, e costumam ser denominados microevolução.

2. Cladogênese refere-se aos processos em que duas populaçõesde uma mesma espécie se diversificam em duas novas espécies.

3. Os processos que levam à diversificação das categorias superio-res à espécie na hierarquia taxonômica — gêneros, famílias, or-dens etc. — e que continuam a ser motivo de controvérsia entreos cientistas constituem a macroevolução.

4. Gradualismo filético, ou simplesmente gradualismo, é a idéia deque as mudanças evolutivas processam-se lenta e continuamen-te, com os seres vivos adaptando-se gradualmente aos ambien-tes. Dois fatos levaram os cientistas a questionar o gradualismo.Primeiro: o documentário fóssil não mostra a sucessão gradualde mudanças dos fósseis mais antigos para os mais recentes,como seria esperado; novas variedades parecem surgir de re-pente, ao longo do tempo evolutivo. Um segundo argumentocontra o gradualismo é a existência de tantas espécies diferen-tes atualmente. Se tivesse ocorrido apenas evolução graduale constante, não deveríamos esperar mais semelhanças eintergradações entre os seres vivos?

5. A teoria do equilíbrio pontuado, proposta em 1972 pelospaleontologistas Niles Eldredge e Stephen Jay Gould, admite queas populações de seres vivos passam longos períodos evoluindolentamente, sem alterações expressivas em suas características,seguidos por períodos rápidos de grandes mudanças. Nas fasesevolutivas de poucas mudanças, denominadas estases (do latimstasis, estabilidade), que poderiam durar milhões de anos, esta-ria em atividade a seleção estabilizadora, que tende a conservaras características de populações bem adaptadas ao ambiente.De tempos em tempos, populações dessas espécies originariam



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linhagens novas (clados), que se diferenciariam “rapidamente”em novas espécies. Essa “rapidez” seria da ordem de algumasdezenas de milhares de anos, ou mais, um período muito curtona escala de tempo geológico.

6. Rélicos são “fósseis vivos”, isto é, organismos atuais que se as-semelham muito a fósseis datados de milhões de anos atrás.Exemplos são os celacantos (Latimeria), os caranguejos-ferradu-ra (Limulus), as cicas (Cycas) e a gincobiloba (Ginkgo biloba),entre outros. De acordo com o equilíbrio pontuado, espéciescomo essas estão bem adaptadas aos seus ambientes há muitotempo, encontrando-se em um longo período de estase.

7. De acordo com o conceito de Lineu, o termo espécie designaum conjunto de seres vivos em que os indivíduos têm grandessemelhanças físicas, apresentando um padrão morfológico co-mum e típico da espécie.

8. Para Mayr, espécie é um grupo de populações cujos indivíduossão capazes de se cruzar e produzir descendentes férteis, emcondições naturais, estando reprodutivamente isolados de indi-víduos de outras espécies. O critério fundamental dessa defini-ção não é a morfologia, mas a capacidade de cruzamento entreseres de mesma espécie e a incapacidade de cruzamento en-tre seres de espécies diferentes. A limitação desta definição éque ela não se aplica a espécies que se reproduzem asse-xuadamente, como bactérias, vírus e certas espécies de outrosgrupos. Embora esses seres possam apresentar processos demistura de material genético, não há reprodução sexuada comonos organismos eucarióticos. Nesses casos, a classificação deveusar critérios morfológicos, fisiológicos, bioquímicos e genéti-cos, na tentativa de estabelecer as diferenças entre os grupose os possíveis graus de parentesco entre eles.

9. A espécie biológica é uma unidade reprodutiva porque seusmembros não se cruzam com membros de outras espécies. Éuma unidade ecológica porque tem características próprias emantém relações bem definidas com o ambiente e com outrasespécies. É uma unidade genética, porque tem um patrimôniogênico característico, que não se mistura com o de outras espé-cies. A espécie é uma unidade evolutiva porque estáreprodutivamente isolada de outras espécies, seguindo um ca-minho evolutivo próprio e diferenciando-se de outras espécies.

10. Subespécies, ou raças, são populações de mesma espécie quediferem em determinadas características, estando adaptadas aambientes diferentes. A formação de subespécies ocorre geral-mente pelo isolamento de populações de uma espécie que, pordeixarem de trocar genes entre si, vão se tornando geneticamen-te diferentes, devido ao acúmulo de mutações novas e à seleçãode diferentes combinações gênicas, imposta pelos ambientes dis-tintos. Pelo fato de estarem relativamente isoladas, adaptadas aambientes particulares, as subespécies tendem a manter e a acen-tuar sua identidade. A formação de subespécies pode representaruma etapa de transição na formação de novas espécies.

11. Especiação alopátrica (do grego allós, outro, diferente) conside-ra que o primeiro passo para a formação de duas novas espéciesé a separação geográfica entre populações de uma espécie an-cestral. Uma vez isoladas geograficamente, os cruzamentos en-tre os membros de duas populações deixam de ocorrer. Assim,mutações que ocorram em uma delas e que sejam adaptativas,não serão compartilhadas com a outra. A seleção natural atuadiferenciadamente sobre os membros de cada população, con-duzindo cada uma delas a uma adaptação particular. À medidaque o tempo passa, a tendência é a progressiva diversificaçãodo conjunto gênico de populações isoladas.

12. Especiação dicopátrica é uma forma de especiação alopátricaem que os indivíduos de uma espécie ancestral se separam inicial-mente em duas grandes populações. O isolamento geográficoentre as duas populações pode ocorrer de diversas maneiras: oaparecimento de um rio cortando uma planície, o deslizamentode uma geleira, um derramamento de lava etc. O isolamento

geográfico também poderia ocorrer, por exemplo, se uma par-cela significativa de uma população migrasse para outra regiãoe deixasse de ter contato com a população original. À medidaque o tempo passa, a tendência é a progressiva diversificaçãodo conjunto gênico das duas populações isoladas, que termi-nam por perder a capacidade de se cruzar, tornando-sereprodutivamente isoladas. A partir daí, as populações são con-sideradas espécies distintas.

13. O conceito de isolamento reprodutivo, que distingue duas espé-cies, é mais abrangente do que a simples incapacidade de elasse cruzarem. Mesmo que os membros de duas populações secruzem e produzam descendentes, elas serão consideradas iso-ladas reprodutivamente se a descendência nas gerações seguin-tes não for fértil. Assim, o isolamento reprodutivo refere-se àcapacidade de os conjuntos gênicos de duas populações semanterem isolados no decorrer do tempo.

14. No modelo da especiação peripátrica, grupos de indivíduos quevivem em áreas territoriais marginais da ocupada pelo grosso dapopulação podem acumular diferenças em relação aos demaisindivíduos. Isso porque, nessas áreas limítrofes, as condiçõesambientais diferem das condições da área geral, havendomicroambientes aos quais as populações marginais se adaptam.Esses grupos periféricos podem, eventualmente, se isolar dapopulação original, como se “brotassem” a partir dela. Segun-do Mayr, esses grupos que se isolam da população original jáapresentam características ligeiramente diferenciadas, em fun-ção da adaptação prévia às regiões periféricas da área de distri-buição da população central. Nessas condições, um breve períodode isolamento pode desencadear mudanças muito rápidas nosisolados periféricos, levando seus componentes a perder ou re-duzir drasticamente a capacidade de se cruzar com os compo-nentes da população original. Surgiriam, assim, novas espécies.

15. Especiação simpátrica é a formação de novas espécies sem quehaja qualquer isolamento geográfico prévio. Uma das explica-ções para a especiação simpátrica seria a seleção disruptiva. Nessecaso, o favorecimento dos indivíduos com fenótipos extremospara uma característica poderia levar à seleção de genes liga-dos. Assim, ocorreria a diferenciação de conjuntos gênicos dis-tintos dentro da mesma população, o que poderia, eventual-mente, levar ao isolamento reprodutivo de seus portadores.

16. Em decorrência de erros ocorridos na meiose, alguns indivíduospodem formar gametas diplóides, em vez de haplóides. O en-contro de gametas diplóides forma zigotos tetraplóides, quepodem se desenvolver e originar indivíduos com número decromossomos duplicado, em relação à espécie ancestral. Doisindivíduos tetraplóides podem se cruzar e produzir descendên-cia fértil, enquanto o cruzamento entre um tetraplóide e umdiplóide gera indivíduos triplóides, que são estéreis. A esterilida-de dos indivíduos triplóides decorre do fato de seus cromossomosnão poderem se emparelhar corretamente na meiose, o que pro-duz gametas inviáveis. Assim, os indivíduos tetraplóides se tor-nam reprodutivamente isolados dos diplóides e passam a cons-tituir uma nova espécie. A especiação por poliploidia é bem maiscomum em plantas do que em animais. Há evidências de quediversas espécies de plantas cultivadas surgiram a partir de híbri-dos entre duas espécies diferentes. Por exemplo, o trigo comum(Triticum sativum), que possui 42 cromossomos, surgiu há apro-ximadamente 8 mil anos por hibridização de uma espécie detrigo de 28 cromossomos (Triticum turgidum) com um trigo sel-vagem de 14 cromossomos (Triticum tauchii). Além do trigo, oalgodão, a batata e o tabaco, entre outras plantas, são espéciespoliplóides originadas, provavelmente, por hibridização entreespécies diferentes.

17. Os processos de isolamento reprodutivo impedem que indivíduosde espécies diferentes troquem genes por cruzamento. Algunsdesses processos impedem a formação do zigoto, sendo por issochamados de pré-zigóticos, enquanto outros atuam depois de ozigoto ter-se formado, sendo por isso chamados de pós-zigóticos.



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18. a) No isolamento reprodutivo de hábitat duas espécies não secruzam principalmente pelo fato de viverem em hábitats diferen-tes. b) No isolamento sazonal, ou estacional, os membros de duasespécies não se cruzam porque seus períodos de reprodução nãocoincidem. c) No isolamento etológico, ou comportamental, osmembros de duas espécies não se cruzam porque seus comporta-mentos de corte, antes do acasalamento, são diferentes e incom-patíveis. d) No isolamento mecânico, os membros de duas espé-cies não se cruzam por incompatibilidade entre seus órgãosreprodutores. Isso pode ocorrer tanto em animais, em que a dife-rença de tamanho ou forma dos órgãos genitais impede a cópu-la, como em plantas, em que o tubo polínico não consegue ger-minar no estigma de uma flor de outra espécie.

19. a) A inviabilidade do híbrido é um tipo de isolamento reprodutivopós-zigótico em que os membros de duas espécies copulam e ozigoto se forma, mas o embrião morre prematuramente, devidoà incompatibilidade entre os genes maternos e paternos. b) Nocaso da esterilidade do híbrido, as espécies cruzam-se e forma-se um híbrido entre elas, que pode ser até mais vigoroso que osmembros das espécies parentais, porém é estéril. A esterilidadegeralmente ocorre porque as gônadas se desenvolvem anormal-mente ou porque a meiose é anormal. c) No caso conhecidocomo deterioração de F2, as espécies cruzam-se, a primeira ge-ração de híbridos (F1) é normal e fértil, mas seus filhos, a gera-ção F2, são indivíduos fracos ou estéreis. Isso se deve àrecombinação gênica incompatível durante a formação dosgametas que originam a geração F2.

20. Tempo geológico é o intervalo de tempo desde a origem daTerra até hoje. O tempo geológico costuma ser dividido em qua-tro grandes intervalos de tempo, as eras geológicas (Pré-cambriana, Paleozóica, Mesozóica e Cenozóica), cada uma ca-racterizada por ocorrências marcantes. As eras são subdivididasem unidades menores, os períodos geológicos. Até recentemen-te, a era Pré-cambriana era a única não subdividida em perío-dos, mas, em maio de 2004, a Comissão Internacional deEstratigrafia passou a incorporar um novo período à era Pré-cambriana, denominado período Ediacara, caracterizado pelagrande diversificação de animais invertebrados. Na eraCenozóica, os períodos são ainda subdivididos em unidadesmenores, as épocas geológicas.

21. O limite entre as eras Pré-cambriana e Paleozóica é marcado porum aumento significativo no número de fósseis, a partir de 570milhões de anos atrás. As rochas pré-cambrianas contêm poucofósseis, enquanto as rochas paleozóicas são relativamente ricasem vestígios de organismos que viveram na época de sua for-mação. A análise das rochas formadas no limite entre as duasprimeiras eras revela profundas mudanças climáticas, com o tér-mino de um período de 200 milhões de anos de frio intenso, emque o planeta permaneceu totalmente coberto de gelo, e o iní-cio de um período com temperaturas mais amenas. Os cientis-tas acreditam que o aumento de temperatura tornou o ambien-te mais favorável à vida, o que permitiu o surgimento de diver-sas espécies novas, fenômeno que ficou conhecido por “explo-são cambriana”. O registro fóssil sugere que os ancestrais damaioria dos filos animais atuais surgiram em menos de 10 mi-lhões de anos, durante a fase de transição entre a era Pré-cambriana e a era Paleozóica.

22. O fim da era Paleozóica e início da era Mesozóica é marcado pelaextinção de grande quantidade de espécies de seres vivos. Muitosfósseis presentes em rochas do fim do paleozóico não são maisencontrados nas rochas formadas em seguida, no início domesozóico. Acredita-se que ocorreu uma grande catástrofe hácerca de 250 milhões de anos, que levou ao desaparecimento decerca de 90% das espécies de seres vivos. Foi nessa época queemergiu dos mares um grande continente, a Pangea, que maistarde viria a se fragmentar e originar os continentes atuais.

23. O limite entre as eras Mesozóica e Cenozóica também é marcadopela extinção de mais de metade das espécies de animais e deplantas, tanto marinhas como de terra firme. As mais conhecidasespécies extintas nessa transição foram as de dinossauros. Há evi-dências de que, na transição entre as eras Mesozóica e Cenozóica,a Terra novamente esfriou. Essa não seria, porém, a verdadeiracausa das extinções, e sim a colisão de um grande asteróide coma Terra, que teria ocorrido há cerca de 65 milhões de anos.

24. Um passo importante na história da vida foi o aparecimento dosseres eucarióticos multicelulares, isto é, constituídos por muitascélulas. Nessa “estratégia”, células resultantes da multiplicaçãode uma célula inicial (o zigoto) passaram a viver juntas e a dividiras tarefas de sobrevivência. Com o tempo, surgiram organismoscom células cada vez mais especializadas no desempenho defunções específicas, o que permitiu o aparecimento dos tecidose dos órgãos dos organismos multicelulares. Fósseis de seresmulticelulares aparecem pela primeira vez em rochas com cercade 670 milhões de anos, pertencendo a algas filamentosas eanimais invertebrados de corpo mole, semelhantes a águas-vi-vas e a certos vermes marinhos atuais.

25. Até cerca de 438 milhões de anos atrás, quando teve início operíodo Siluriano, a vida estava restrita aos mares. Nesse perío-do, provavelmente a partir de um grupo de algas verdes, come-çaram a surgir as primeiras plantas dotadas de adaptações quelhes permitiam viver fora d’água. A quantidade de fósseis deplantas aumenta nas camadas de rocha seguintes, revelandoque os continentes se tornaram habitados por uma vegetaçãoprimitiva, constituída por plantas de pequeno porte. A presençade plantas em terra firme criou condições para que animais tam-bém pudessem sair da água para o ambiente seco, pois agoratinham onde se abrigar e o que comer. Os fósseis revelam queos primeiros animais a conquistar o ambiente de terra firme fo-ram os insetos e os aracnídeos. Em seguida, uma linhagem depeixes primitivos também conseguiu adaptar-se ao ambientede terra firme, originando os anfíbios.

26. Os peixes com nadadeiras lobadas, os crossopterígios, cujos re-presentantes atuais são os celacantos, teriam originado os ani-mais de quatro pernas, os tetrápodes, grupo ao qual pertencemos anfíbios, os répteis, as aves e os mamíferos atuais. Os peixescrossopterígios apresentavam, na base de suas nadadeiras pei-torais e pélvicas, uma parte carnosa suportada por um esquele-to ósseo interno. Acredita-se que esses peixes podiam apoiar-seno solo com as nadadeiras e “caminhar” pelo fundo de rios elagos. Esse modo peculiar de movimentação teria permitido aoscrossopterígios realizar incursões em terra firme, à procura dealimento. Gradativamente, eles teriam se adaptado às condi-ções do meio aéreo e suas nadadeiras evoluíram, transforman-do-se em pernas. Essa foi a provável origem dos anfíbios, queteria ocorrido entre 408 e 360 milhões de anos atrás.

27. Os anfíbios expandiram-se durante o período Carbonífero, entre360 milhões e 286 milhões de anos atrás, tendo sido o grupo deanimais de grande porte dominante em terra firme por cerca de 75milhões de anos. Eles declinaram no período Permiano, entre 286milhões e 245 milhões de anos atrás, simultaneamente à expansãodos répteis, com os quais devem ter competido em desvantagem.

28. O desenvolvimento de vasos condutores de seiva permitiu queas plantas atingissem grande tamanho, formando matas nas mar-gens de regiões alagadas. As primeiras plantas vasculares repro-duziam-se de modo semelhante ao das pteridófitas atuais, comgametófitos que dependiam de ambientes úmidos para se de-senvolver. No decorrer do período Devoniano, entre 408 e 360milhões de anos atrás, surgiram espécies cujos gametófitos sedesenvolviam sobre o corpo da planta-mãe, formando um tipoprimitivo de semente. O aparecimento dessa inovação evolutivafoi um grande passo para a conquista definitiva do ambiente deterra firme pelas plantas. Tornando-se independentes da água



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líquida para a reprodução, as plantas puderam se expandir paralocais distantes das regiões alagadas. Durante o períodoCarbonífero, entre 360 milhões e 286 milhões de anos atrás, gran-des florestas passaram a cobrir os continentes, criando ambientesúmidos e protegidos, favoráveis à vida de insetos e de anfíbios.

29. Os répteis surgiram no período Carbonífero, entre 360 e 286milhões de anos atrás, diversificando-se muito e tornando-se ogrupo dominante no período seguinte, o Permiano. Uma aquisi-ção evolutiva importante, que contribuiu definitivamente para ogrande sucesso dos répteis, foi o aparecimento de ovos dotadosde casca impermeável e que podiam armazenar grande quanti-dade de nutrientes. Com isso, os répteis deixaram de dependerde ambientes aquáticos para se reproduzir e espalharam-se nosambientes até então dominados por anfíbios de grande porte,competindo com eles e, provavelmente, causando sua extinção.

30. A partir do período Jurássico, entre 208 milhões e 144 milhões deanos atrás, um grupo de répteis conhecidos como dinossaurosdiversificou-se muito, passando a ser o grupo dominante nos am-bientes de terra firme. Havia desde dinossauros pequenos, de ta-manho comparável ao de uma galinha, até formas gigantescas,com mais de 10 metros de altura e dezenas de toneladas de mas-sa. A maioria dos dinossauros era herbívora, mas também haviadiversas espécies carnívoras, que se alimentavam de insetos, deanfíbios e de outros dinossauros. Alguns cientistas admitem quepelo menos alguns dinossauros tinham “sangue quente”, isto é,eram endotérmicos, como ocorre com as aves e mamíferos atu-ais. Há 65 milhões de anos, fim da era Mesozóica, ocorreu extinçãoem massa de diversas espécies de plantas e de animais, entre elasa maioria dos dinossauros. Acredita-se que essas extinções te-nham sido causadas por uma mudança climática desencadeadapela queda de um cometa ou asteróide na superfície da Terra.

31. Acredita-se que as aves tenham surgido entre 245 milhões e208 milhões de anos atrás, a partir de um grupo primitivo de rép-teis. Alguns zoólogos consideram que aves e répteis atuais, apesardas aparentes diferenças, são essencialmente semelhantes e deve-riam ser incluídos na mesma classe. As novas descobertaspaleontológicas revelaram que muitos répteis primitivos tinham ocorpo coberto de penas, como o famoso Archaeopteryx, que viveuno fim do período Jurássico, há cerca de 150 milhões de anos. Em1986 foram descobertos fósseis de um animal extinto classificadocomo Protoavis, que parece ser mais diretamente relacionado àsaves atuais que o Archaeopteryx. No fim do período Cretáceo, hápouco mais de 65 milhões de anos, as aves já apresentavam muitasde suas características atuais, mas ainda conservavam dentes nobico. Atualmente, a classe das aves é muito diversificada, exploran-do com sucesso os ambientes aéreo, de terra firme e aquático.

32. Os mamíferos surgiram no período Triássico, há cerca de 230milhões de anos, mas tiveram pouca expressão até por volta de65 milhões de anos atrás, provavelmente devido à supremaciados dinossauros. Com o desaparecimento destes, os primitivosmamíferos, então pouco maiores que um camundongo e comhábitos noturnos, diversificaram-se e expandiram-se. Segundoos cientistas, praticamente todos os mamíferos atuais surgirama partir de dois grupos de mamíferos primitivos, que sobrevive-ram à catástrofe do final do mesozóico. Na Austrália, os marsu-piais tiveram grande diversificação, originando diversas espécies,adaptadas aos mais diferentes hábitats. Na América do Sul, osmamíferos placentários foram os que mais se diversificaram e seexpandiram, embora também tenha ocorrido certa diversifica-ção de marsupiais. Na Europa e na América do Norte, não hou-ve aparecimento de marsupiais, os mamíferos que evoluíram comgrande sucesso nessas regiões foram os placentários, que seadaptaram aos mais diversos hábitats. Alguns grupos deplacentários retornaram ao ambiente aquático, onde origina-ram os ancestrais de baleias, golfinhos, focas etc., enquanto ou-tros, como roedores, carnívoros, ungulados e primatas, torna-ram-se predominantes em terra firme. No final do períodoTerciário, há 2 milhões de anos, a América do Norte e a América

do Sul tornaram-se ligadas novamente pelo istmo do Panamá,após terem permanecido isoladas por cerca de 40 milhões deanos. Graças a essa ligação, diversas espécies de mamíferos mi-graram entre os dois continentes. Placentários invadiram a Amé-rica do Sul, competindo com os placentários e com os marsu-piais locais, causando a extinção da maioria das espécies. Ape-nas algumas espécies de marsupial sobreviventes, entre elas ogambá, conseguiram se estabelecer com sucesso no continentenorte-americano. Durante o período Quaternário, iniciado há 2milhões de anos, evoluíram as espécies modernas de mamíferosplacentários, entre eles os ancestrais dos cavalos, dos elefantes,dos ursos e da espécie humana, que rapidamente se expandi-ram pelos diversos continentes, com exceção do australiano.


QUESTÕES OBJETIVAS

33. d 34. a 35. c 36. b 37. d 38. a

39. c 40. b 41. b 42. a 43. e


44. Dois aspectos podem ser considerados: a) o desenvolvimentocultural e tecnológico da humanidade atenuou muito o papelda seleção natural, o que dificulta a especiação; b) graças aoscruzamentos inter-raciais, o fluxo gênico é mantido e impede aacentuação das eventuais diferenças.

45. Duas situações podem ocorrer: 1) os membros das duas popula-ções não serão mais capazes de se cruzar e/ou produzir descen-dentes férteis, constituindo duas espécies distintas; 2) os mem-bros das duas populações poderão se cruzar e produzir descen-dentes férteis, misturando seus patrimônios genéticos. Nessecaso, ainda não teria havido especiação e as eventuais diferen-ças tenderiam a desaparecer com o tempo.

46. a) São espécies diferentes, pois estão isoladas reprodutivamentenas condições naturais. b) As duas espécies apresentam isola-mento reprodutivo do tipo pré-zigótico, no caso, isolamentoetológico ou comportamental.

CAPÍTULO 12

evolução humanaGUIA DE ESTUDO

1. Os evolucionistas atualmente consideram que esses antropóidese a espécie humana tiveram um ancestral em comum há relati-vamente pouco tempo, possivelmente entre 8 e 5 milhões deanos atrás.

2. Para desvendar o parentesco e a história evolutiva dos organis-mos, os cientistas utilizam basicamente três tipos de evidências:a) semelhaças anatômicas e fisiológicas — no contexto da evo-lução humana, todos os estudos têm mostrado a grande seme-lhança anatômica entre a espécie humana e os antropóides, prin-cipalmente o chimpanzé. b) fósseis — Charles Darwin previu,em 1871, que seriam encontrados fósseis de ancestrais huma-nos na África. Ele baseou-se no fato de gorilas e chimpanzés,nossos prováveis parentes, serem encontrados apenas nesse con-tinente, em que devia ter residido nossa ancestralidade. Em 1924,Raymond Dart (1893-1989), um professor de anatomia austra-liano, encontrou pela primeira vez, na África, o crânio fóssil deum hominídeo, classificado como Australopithecus africanus.c) semelhanças moleculares — um dos grandes avanços dos es-tudos de evolução veio da constatação de que a evolução dasmoléculas orgânicas dos seres vivos seguem os mesmos princí-pios que a das características anatômicas e fisiológicas. Conse-



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qüentemente, as semelhanças moleculares, do mesmo modo queas semelhanças anatômicas, ajudam-nos a inferir o grau de pa-rentesco evolutivo entre os organismos. Recentemente têm sidofeitas comparações detalhadas entre ácidos nucléicos e proteínasdos mais diversos seres vivos. No caso da espécie humana, os resul-tados das análises comparativas mostraram que, de fato, os chim-panzés são mais semelhantes a nós, do ponto de vista molecular,que qualquer outro animal.

3. Filo Chordata – Classe Mammalia – Ordem Primates – SubordemAnthropoidea – Infra-ordem Catarrhini – SuperfamíliaHominoidea – Família Hominidae – Subfamília Homininae – Gê-nero Homo – Espécie Homo sapiens.

4. Acredita-se que os primatas tenham surgido por volta de 70milhões de anos atrás, no fim do período Cretáceo, pouco antesda extinção dos dinossauros. Um fóssil supostamente perten-cente ao ancestral de todos os primatas é o Purgatorius unio,um animal pequeno, do tamanho de um esquilo, de hábitosnoturnos e que provavelmente se alimentava de insetos, sendoparecido com os musaranhos atuais da ordem Insetivora. O fós-sil do mais antigo primata conhecido é o Plesiadapis, animal depequeno porte, pesando entre 1kg e 3 kg, que viveu nas flores-tas da Europa e da América do Norte, e provavelmente tambémna África, há cerca de 60 milhões de anos. Nessa época, o climavoltava a esquentar, depois de uma longa glaciação, e estavaocorrendo grande diversificação das plantas angiospermas (plan-tas frutíferas). Os primeiros primatas logo se adaptaram à vidanas florestas em expansão, vivendo na copa das árvores esuplementando sua dieta insetívora com frutas e folhas.

5. Os macacos ou símios (subordem Anthropoidea) surgiram entre33 milhões e 24 milhões de anos atrás, provavelmente do mesmoancestral que originou prossímios e társios. Acredita-se que osprimeiros macacos surgiram no sul da África, vivendo nas árvorese alimentando-se de folhas e frutos. De acordo com alguns estu-diosos, grupos desses macacos teriam acidentalmente cruzado oOceano Atlântico em jangadas naturais e assim invadido a Amé-rica do Sul. Nessa época, a costa oeste da África e a costa leste daAmérica do Sul situavam-se a pouco mais 1.000 km de distância.Aí teriam originado os platirrinos (infra-ordem Platyrrhini dasubordem Anthropoidea, macacos do Novo Mundo). Os platirrinosapresentam 36 dentes e a maioria tem cauda preênsil, isto é,que permite agarrar fortemente as árvores. A infra-ordem dosplatirrinos é dividida em duas famílias: Cebidae (sagüis, mico-leão-dourado, mico-leão-de-cara-preta etc.) e Atelidae (macaco-ara-nha, mono-carvoeiro, guariba, uacari etc.).

6. Por volta de 33 milhões de anos atrás surgiram no norte da Áfri-ca os ancestrais dos catarrinos (infra-ordem Catarrhini dasubordem Anthropoidea), grupo a que pertencemos. Oscatarrinos têm crânio semelhante ao dos platirrinos, mas o narizé mais estreito e a dentição é constituída por 32 dentes. Umfóssil representativo desse suposto ancestral dos catarrinos é oAegyptopithecus sp., que viveu no Egito no fim do períodoOligoceno, há cerca de 28 milhões de anos. Entre 23 milhões e14 milhões de anos atrás, uma linhagem provavelmente deriva-da do Aegyptopithecus sp. teria originado, na África oriental, osancestrais dos catarrinos atuais. O fóssil representativo dessaancestralidade é o Proconsul africanus, pertencente a um grupode fósseis denominados driopitecos. O mais antigo driopitecoteria surgido por volta de 20 milhões de anos atrás, e uma desuas linhagens teria originado o gênero Proconsul. Supõe-se queesses macacos pesassem cerca de 20 kg, assemelhando-se, emtamanho, aos chimpanzés atuais, com encéfalo relativamentemenor. Ocupavam desde hábitats de florestas densas até matasmais abertas, eventualmente realizando incursões ao solo. Asprincipais famílias de catarrinos são Cercopithecidae (babuínos,mandris, bonobos, colobos etc.), também chamados de maca-cos do Velho Mundo, Hylobatidae (gibões) e Hominidae (oran-gotangos, gorilas, chimpanzés e espécie humana). Os macacosdestas duas últimas famílias são chamados de antropóides.

7. A vida nas árvores influenciou fortemente a evolução dos primatas.A adaptação à vida arborícola exigiu que estes mudassem sua ali-mentação, que se tornou essencialmente herbívora, constituída defolhas, frutos e sementes, e desenvolvessem a capacidade de seagarrar e se locomover com segurança na copa das árvores. Acre-dita-se que o sucesso dos primatas no ambiente arborícola permi-tiu-lhes aumentar sua sobrevivência, prolongando assim a duraçãode seu ciclo de vida. Com isso, eles tiveram mais tempo para cuidarda prole e estabelecer os princípios da vida social, característicaimportante nos antropóides em geral e na espécie humana emparticular. a) Primeiro dedo oponível: os primatas desenvolveram,entre outros atributos, membros superiores extremamente ágeis ehabilidosos. Além da cintura escapular, que permite ampla rotaçãoe liberdade de movimentos dos ombros e dos braços, as mãos dosprimatas (e em certas espécies também os pés) são dotadas degrande mobilidade e flexibilidade, sendo capazes de agarrar obje-tos com força e precisão, graças à presença do primeiro dedooponível, isto é, em posição que permite aproximar-se frontalmen-te de qualquer outro dedo, funcionando como pinça para agarrar.Essas características permitiram a nossos ancestrais saltar de galhoem galho e explorar ativamente o ambiente à procura de alimento.b) Visão binocular ou estereoscópica: a proximidade entre os olhos,situados na região frontal do crânio, permite mirar o mesmo objetocom pequena diferença de ângulo visual; desse modo o cérebropode calcular, por triangulação, a que distância se encontra oobjeto. Essa capacidade, denominada visão binocular ou estereos-cópica, foi de fundamental importância para a sobrevivência denossos ancestrais no ambiente arborícola, onde um salto mal cal-culado podia ser fatal. c) Vida familiar e cuidado com a prole: osprimatas são dedicados à prole. A maioria tem um único filhote porparto e cuida dele durante longo tempo. Na espécie humana, amaturidade é atrasada em relação à de todos os outros primatas.Com isso, os jovens seres humanos dependem dos pais por muitotempo, durante o qual aprendem valores culturais básicos. Essacaracterística, aliada a um sistema nervoso bem desenvolvido, foifundamental para a evolução cultural da humanidade.

8. Os mais recentes estudos atribuem muitas das características tipica-mente humanas à adaptação de nossos ancestrais a ambientesarborícolas, em um estágio inicial de sua evolução. Ao estágio arborí-cola sucedeu-se a adaptação da linhagem primata ao ambiente desavana, primeiro na orla das florestas e depois nas savanas abertas.Evidências geológicas sugerem que, por volta de 8 milhões de anosatrás, ocorreram na África movimentos de placas tectônicas, que ele-varam as terras planas e fizeram surgir cadeias de montanhas. Comisso, houve modificação drástica do clima no leste do continente afri-cano, que se tornou mais quente e seco que no lado oeste. Enquantono lado oeste perduraram florestas exuberantes, onde viveram osancestrais dos gorilas e chimpanzés, o lado leste (oriental) tornava-seprogressivamente mais árido, com o aparecimento e a expansão deamplas áreas de savana, um tipo de campo com vegetação árborea,semelhante aos encontrados na África atual. Tudo indica que, nessesambientes de transição entre florestas e savanas — as savanasarbóreas —, surgiram os ancestrais dos seres humanos.

9. O documentário fóssil mostra que, por volta de 4 milhões de anosatrás, surgiu na África o primeiro grupo de primatas consideradosinequivocamente hominídeos, possivelmente ancestrais diretos dogênero humano: os australopitecos (gênero Australopithecus).Esses primatas adaptaram-se muito bem a um novo ambienteentão em expansão no continente africano: as savanas arbóreas,campos que se desenvolviam na orla das florestas tropicais, asquais estavam em retração devido a mudanças climáticas.

10. Os australopitecos mediam entre 1 m e 1,5 m de altura (os machoseram maiores que as fêmeas), tinham testa relativamente curta eoblíqua e maxilares proeminentes. Seu volume craniano, quereflete o tamanho do encéfalo, situava-se em torno de 400 cm3

e 500 cm3, pouco maior que o de um chimpanzé atual (cerca de400 cm3) e três vezes menor que a média dos seres humanosatuais (cerca de 1.350 cm3)



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11. Os cientistas acreditam que os australopitecos constituíram umgrupo de espécies muito bem-sucedido e diversificado, possivel-mente distribuindo-se por grande parte da África, entre 4 mi-lhões e 1 milhão de anos atrás, vivendo nas savanas arbóreasque se formavam junto à orla das florestas em retração. Nasavana, as árvores eram menores que as da floresta e a distânciaentre elas era maior, impossibilitando a movimentação pela copavegetal, como faziam os ancestrais dos australopitecos na matatropical. Atualmente acredita-se que diversas espécies deaustralopitecos eram capazes de andar eretas ou semi-eretassobre os membros inferiores, o que se denomina bipedalismo.Apesar disso, esses primatas provavelmente ainda dependiammuito de suas adaptações ao ambiente arborícola para se prote-ger e se alimentar. O grande desafio dos australopitecos eraencontrar alimento na savana, bem mais árida que as florestastropicais. Isso exigiu adaptações na dentição que permitissemmastigar alimentos vegetais duros, como sementes e raízes.

12. A história da evolução humana foi profundamente marcada pe-las mudanças ambientais ocorridas na África, por volta de 2,5 mi-lhões de anos atrás. O clima tornava-se progressivamente maisseco, semi-árido, o que coincidia com o início de um períodoglacial no Hemisfério Norte. As florestas reduziam-se e grandeparte das savanas arbóreas transformava-se em savanasarbustivas, ou savanas abertas, constituídas por árvores e arbus-tos menores, e grandes áreas cobertas por gramíneas. Nassavanas abertas, os australopitecos ficavam em desvantagemem relação à savana arbórea, pois seu abrigo diminuíra. Assavanas abertas, tendo vastas áreas de pastagens, possibilita-ram a evolução de muitos tipos de mamíferos herbívoros (gnus,búfalos, girafas, antílopes etc.), e conseqüentemente de seuspredadores (leões, leopardos, hienas, cães selvagens etc.), quetambém incluíram primatas em sua dieta. Nesse ambiente ad-verso, a maioria dos australopitecos extinguiu-se, mas algumaslinhagens conseguiram desenvolver adaptações e sobreviver. Aspressões seletivas sobre os australopitecos, nas savanas abertas,levaram ao aparecimento de novas linhagens de hominídeos,capazes de andar eretos, fabricar e utilizar ferramentas rudimen-tares e o fogo. O grande sucesso dessas linhagens deveu-se,certamente, ao desenvolvimento do sistema nervoso e da inteli-gência; começavam a surgir espécies primatas tipicamente hu-manas, as primeiras do gênero Homo.

13. Supõe-se que havia várias linhagens de H. erectus (grupo erectus)na África, há cerca de 1,8 milhão de anos. Uma ou algumas delasteria migrado para o leste e o sul da Ásia, há cerca de 1 milhão deanos, originando as linhagens asiáticas de H. erectus, que se ex-tinguiram há cerca de 200 mil anos. Outra teria permanecidona África e originado o H. ergaster, considerado por alguns umasubespécie de H. erectus. Ancestrais do H. ergaster teriam migra-do para a Europa e oeste da Ásia, onde fundaram linhagensocidentais de H. erectus, uma das quais teria originado o H.neanderthalensis (neandertalenses ou “homens de Neandertal”),que se extinguiu há cerca de 27 mil anos. Por volta dos 200 milanos atrás, na África, possivelmente a partir de linhagens de H.ergaster, surgiu a espécie humana moderna, Homo sapiens, à qualpertencemos.

14. Embora variado, o grupo de espécies classificado como Homoerectus tinha como representantes hominídeos de postura eretae maxilares menos proeminentes que seus antecessoresaustralopitecos. Eram mais altos, possivelmente entre 1,50 m e1,60 m, e pesavam entre 55 kg e 85 kg. A testa era baixa, dotadade grandes protuberâncias ósseas em torno das órbitas oculares(pregas supra-orbitais) características que ainda revelavam clara-mente o parentesco com os símios. Os fósseis mais antigos de H.erectus indicam que seu volume craniano era da ordem de 850cm3. Fósseis mais recentes apresentam volume craniano superiora 1.000 cm3, indicando que houve aumento significativo do ta-manho do encéfalo do H. erectus, durante o período em que eleexistiu. O aumento expressivo do volume craniano está relaciona-

do ao aumento do tamanho do cérebro e da inteligência. H. erectusera capaz de fabricar ferramentas relativamente avançadas, dota-das de cabo e com grande variedade de formatos e aplicações.Para se proteger do frio e dos inimigos, vestia-se com pele deanimais, fazia fogueiras e morava em cavernas. Essas habilidadespermitiram ao H. erectus explorar diferentes ambientes. Algunscientistas acreditam que H. erectus era um caçador eficiente, ca-paz de abater presas de grande porte, o que indicaria cooperaçãoentre os indivíduos de um grupo que, posteriormente, repartiamo alimento. Outros acham que, embora inteligente, ele talvez fos-se um coletor de alimento e comedor de carniça, aproveitando osrestos de caça deixados por outros animais.

15. No período que vai de 200 mil a 27 mil anos atrás, viveram naEuropa e no Oriente Médio os conhecidos “homens deNeandertal” ou neandertalenses, atualmente classificados comoHomo neanderthalensis. Esqueletos fósseis de neandertalensesindicam que eles eram fortes e atarracados, tinham entre 1,55 me 1,65 m de altura e pesavam entre 60 kg e 70 kg. Seu volumecraniano — em alguns fósseis até 1.600 cm3 — é ligeiramentemaior que o dos seres humanos modernos, mas sua testa (partefrontal do crânio) era oblíqua, e a maior parte do volume cranianoestava concentrada na parte occipital. O rosto dos neander-talenses tinha feições rústicas, com pregas supra-orbitais proe-minentes e maxilares salientes. As características físicas dosneandertalenses, como o corpo e os membros curtos e compac-tos, indicam sua adaptação ao clima frio da Europa, na épocaem que viveram. Pesquisas recentes sugerem que as linhagensque originaram H. neanderthalensis e H. sapiens separaram-sehá mais de 500 mil anos, possivelmente a partir de populaçõesancestrais de H. ergaster (do grupo erectus). Na Europa, há fós-seis que documentam a sucessão de formas representadas porH. erectus até H. heidelbergensis, entre 500 mil e 200 anos milatrás. Esta última espécie teria originado, por sua vez, popula-ções arcaicas de H. neanderthalensis, que se expandiram pelaEuropa e Oriente Médio.

16. O desaparecimento relativamente súbito dos neandertalensesna Europa, entre 30 mil e 27 mil anos atrás, é atribuído à chegadade populações de H. sapiens provenientes da África (via oeste daÁsia), entre 40 mil e 35 mil anos atrás. Estes, muito mais avança-dos culturalmente que os neandertalenses, colonizaram a Euro-pa e o Oriente Médio, competindo com eles e possivelmentelevando-os à extinção.

17. O grupo de espécies do Homo erectus dominou o mundo entre1,8 milhão e 200 mil anos atrás, quando se extinguiu. De acor-do com a hipótese mais aceita atualmente, a espécie humanamoderna, Homo sapiens, surgiu na África, entre 200 mil e 150mil anos atrás, a partir de linhagens de H. ergaster. Daí teriairradiado para fora da África e colonizado os outros continentes(hipótese da “origem única na África”). Acredita-se que entre100 mil e 70 mil anos atrás, a espécie humana moderna irradiouda África para a Ásia, de onde atingiu o continente australiano,entre 60 mil e 50 mil anos atrás, e a Europa, há cerca de 40 milanos. Entre 14 mil e 11 mil anos atrás, grupos humanos vindosda Ásia atravessaram o Estreito de Bering e chegaram ao conti-nente americano. Segundo alguns estudiosos, a passagem peloEstreito de Bering poderia ter ocorrido por volta de 40 mil anos,mas há poucas evidências a respeito.


QUESTÕES OBJETIVAS

18. d 19. b 20. d 21. c 22. b 23. a24. c 25. a 26. d


Professor, oriente a discussão do grupo de modo que as hipóte-ses apresentadas sejam debatidas considerando as variáveis: es-colaridade, profissão, religião e idade dos entrevistados.



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CAPÍTULO 13

Fundamentosda Ecologia

GUIA DE ESTUDO

1. Ecologia é o ramo da ciência que estuda as relações entre osseres vivos e o ambiente em que vivem. Trata-se de uma ciênciamultidisciplinar, que engloba diversos ramos do conhecimento.Além da Biologia, da Física e da Química, também as ciênciaseconômicas e sociais têm de ser integradas para que se possaentender a complexidade das relações entre a humanidade, osoutros seres vivos e o planeta.

2. Felizmente, nas últimas décadas, a humanidade parece ter des-pertado para os problemas ambientais causados pela expansãoda população humana. Estamos tomando consciência de que épreciso fazer algo para evitar a degradação do ambiente favorá-vel à vida em nosso planeta. Nesse contexto, os conhecimentosecológicos são fundamentais para tentarmos reverter alguns dosgraves problemas ambientais que nós mesmos provocamos. Aprimeira atitude para proteger o ambiente é compreender aintrincada rede que interliga os seres vivos e o meio.

3. Biosfera é a região do ambiente terrestre onde encontramos seresvivos. Ela estende-se desde as profundezas dos oceanos até otopo das mais altas montanhas. A maioria dos seres vivos habitaregiões situadas até 5 km acima do nível do mar. Nos oceanos, amaioria dos seres vivos vive na faixa que vai da superfície até150 m de profundidade, embora diversas espécies de animais ede bactérias vivam a mais de 9 km de profundidade.

4. a) População biológica é um conjunto de seres de mesma espé-cie que vive em determinada área geográfica; b) O conjunto depopulações de diferentes espécies que vivem em uma mesmaregião constitui a comunidade biológica, também chamada biotaou biocenose. A comunidade de uma floresta, por exemplo,compõe-se de populações de arbustos, árvores, pássaros, formi-gas, microrganismos etc., que convivem e se inter-relacionam.Além de se inter-relacionar, os seres de uma comunidade bioló-gica, denominados componentes bióticos da comunidade,interagem com fatores não-vivos do ambiente, denominadoscomponentes abióticos, dos quais dependem para viver; c) Osfatores abióticos, representados por aspectos físicos egeoquímicos do meio, constituem o biótopo, termo que signifi-ca “o local em que vive a biocenose”. No exemplo da floresta, obiótopo é a área que contém o solo (com seus minerais e água)e a atmosfera (com seus gases, umidade, temperatura, grau deluminosidade etc.).

5. Hábitat é o ambiente em que vive determinada espécie ou co-munidade, caracterizado por suas propriedades físicas e bióticas.Quando dizemos que certa espécie vive na praia e que outravive na copa das árvores, estamos nos referindo aos hábitatsdessas espécies.

6. Nicho ecológico é o conjunto de interações adaptativas de umaespécie em seu hábitat. Essa adaptação envolve um conjunto derelações e de atividades características da espécie no ambiente,que vai desde os tipos de alimento utilizados até as condiçõesde reprodução, tipo de moradia, hábitos, inimigos naturais, es-tratégias de sobrevivência etc. Segundo o zoólogo inglês C. El-ton: “Nicho ecológico é o conjunto de relações e atividades pró-prias de uma espécie, ou seja, o ‘modo de vida’ único e particu-lar que cada espécie explora no hábitat”.

7. Quando duas espécies de uma biocenose exploram nichos eco-lógicos semelhantes, estabelece-se entre elas uma competiçãopor um ou mais recursos limitados do meio. Por exemplo, espéciesque comem capim, como os gafanhotos e o gado, competem

por alimento. Plantas cujas raízes estão na mesma profundidadedo solo competem por água e por nutrientes minerais limitados.Com base nessas observações, o cientista russo Gause concluiuque, se duas espécies ocuparem exatamente o mesmo nichoecológico, a competição entre elas será tão severa que não po-derão conviver. Essa premissa ficou conhecida como princípiode Gause ou princípio da exclusão competitiva.

8. A competição entre duas espécies que exploram o mesmo nichoecológico pode levar a três diferentes situações: a) a extinção deuma das espécies; b) a explulsão de uma das espécies do territó-rio; c) a adaptação de uma ou ambas as espécies a seus nichosecológicos, considerando a competição.

9. Ecossistema é uma unidade discreta em que seres vivos(biocenose) e componentes não-vivos (biótopo) interagem, for-mando um sistema estável. Os princípios que definem umecossistema se aplicam em todas as escalas, desde um pequenolago até o nível planetário. Assim, um ecossistema pode ser tan-to uma floresta, um lago, uma ilha, um recife de corais ou umaquário auto-suficiente, com plantas, peixes, bactérias, algas etc.O maior ecossistema do planeta é a própria biosfera, tomadaem sua totalidade.

10. Cadeia alimentar pode ser definida como uma série linear deorganismos através dos quais flui a energia captada original-mente pelos seres autotróficos (fossintetizantes e quimiossinte-tizantes) e a matéria onde essa energia fica armazenada. Cadaelo da cadeia, representada por um organismo, alimenta-se doorganismo que o precede e serve de alimento para o organismoque o sucede. Na construção de uma cadeia alimentar admite-se que cada organismo ou espécie participante alimenta-se ex-clusivamente de um outro tipo de organismo. Isso, no entanto,raramente ocorre na natureza, em que o normal é um organis-mo alimentar-se de diversas outras espécies. Por exemplo, emum ecossistema de campo, a série constituída por plantas decapim, que são comidas por gafanhotos, que são comidos porpássaros insetívoros, que são comidos por serpentes constituiuma cadeia alimentar.

11. Cada um dos elos de uma cadeia alimentar constitui um níveltrófico. Os produtores formam o primeiro nível trófico de qual-quer cadeia alimentar. Os seres que se alimentam diretamentedos produtores, denominados consumidores primários, consti-tuem o segundo nível trófico; os seguintes, que se alimentamdos consumidores primários, denominados consumidores secun-dários, constituem o terceiro nível trófico e assim por diante.

12. Decompositores são certos fungos e bactérias que, para obterenergia, decompõem a matéria orgânica dos cadáveres, alémdas substâncias contidas em resíduos e excreções dos animais.A decomposição é importante por permitir a reciclagem de ele-mentos e substâncias, que podem voltar a fazer parte de outrosseres vivos.

13. Cadeias alimentares não ocorrem isoladas nos ecossistemas.As relações alimentares entre os organismos de uma comuni-dade são muito complexas e um mesmo organismo pode par-ticipar de diversas cadeias alimentares, até mesmo em níveistróficos diferentes. As relações alimentares entre os diversosorganismos de um ecossistema costumam ser representadaspor meio de diagramas, denominados teias alimentares, ouredes alimentares. Estes compõem-se de diversas cadeias ali-mentares interligadas por meio de linhas que unem os diversoscomponentes da comunidade entre si, evidenciando suas rela-ções alimentares.

14. Onívoros são organismos que apresentam alimentação variada.É o caso da espécie humana, por exemplo. Comemos vegetais,desempenhando o papel de consumidores primários, mas tam-bém comemos carne de animais, desempenhando o papel deconsumidores secundários ou terciários.



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15. a) Na maioria dos ecossistemas terrestres, os produtores são re-presentados por plantas como árvores, arbustos e plantas herbá-ceas. Os consumidores primários de uma floresta podem variardesde pequenos invertebrados (minhocas, insetos, caracóis etc.)até vertebrados (pássaros, roedores etc.). Os consumidores se-cundários e terciários de uma floresta são insetos predadores,anfíbios e aves insetívoras, serpentes, aves de rapina e mamíferoscarnívoros, entre outros. b) No mar e nos grandes lagos, os pro-dutores são seres microscópicos, principalmente bactérias e algasmicroscópicas, que flutuam próximo à superfície, constituindo ofitoplâncton (do grego phyton, planta, e plankton, errante). Amaioria dos consumidores de fitoplâncton é de seres minúsculos,que flutuam ao sabor das correntezas e constituem o zooplâncton(do grego zoon, animal). Os principais componentes dozooplâncton são protozoários, pequenos crustáceos, vermes,moluscos e larvas de diversas espécies. Outros consumidores defitoplâncton, além dos animais do zooplâncton, são certas espé-cies de peixe. No mar e nos lagos, os consumidores secundários eterciários são representados principalmente por peixes.


QUESTÕES OBJETIVAS

16. c 17. d 18. 3 19. 1

20. 2 21. d 22. c 23. b


24. Teia alimentar

25. Teia alimentar

CAPÍTULO 14

ENERGIA E MATÉRIA NOSECOSSISTEMAS

GUIA DE ESTUDO

1. A transferência de energia na cadeia alimentar é unidirecionalporque tem início com a captação da energia luminosa pelosprodutores, que é liberada ao longo das cadeias alimentares naforma de calor; a transferência de energia termina com a açãodos decompositores.

2. Em uma cadeia alimentar, a quantidade de energia de um níveltrófico é sempre maior que a do nível seguinte. Isso ocorre por-que todos os seres vivos consomem parte da energia do alimen-to para a manutenção de sua própria vida, não a transferindo,portanto, para o nível trófico seguinte. Por exemplo, do total dematéria orgânica produzida por uma planta, cerca de 15% sãodegradados no processo de respiração celular, que fornece ener-gia para a manutenção dos processos vitais. Quando comem asplantas, portanto, os herbívoros têm à sua disposição apenas85% da energia originalmente armazenada nas substâncias or-gânicas produzidas pela fotossíntese. Além disso, quando umanimal come uma planta ou outro animal, parte da energia con-tida no alimento não é aproveitada, sendo perdida nas fezes.Por exemplo, um herbívoro consegue aproveitar apenas 10%da energia contida no alimento que ingere; o restante, cerca de90%, é eliminado nas substâncias que compõem as fezes doanimal. Da energia efetivamente aproveitada, cerca de 15% a20% são empregados na manutenção do metabolismo, e o quesobra fica acumulado nas substâncias que compõem os tecidoscorporais. Quando come um herbívoro, um carnívoro aproveitaaproximadamente 50% da energia disponível no alimento queingere; o restante é eliminado nas fezes. Da metade aproveita-da, 15% a 20% são utilizados na manutenção do metabolismo.O mesmo ocorre nos níveis tróficos seguintes. Assim, a energiaobtida originalmente do Sol vai se dissipando ao longo dos ní-veis tróficos dos ecossistemas. Conseqüentemente, para se man-terem, os ecossistemas dependem do fornecimento constanteda energia luminosa do Sol.

3. Biomassa é a massa de matéria orgânica contida em um ser vivo(ou em um conjunto de seres vivos); ela reflete a quantidade deenergia contida nos organismos e disponível para transferênciaao nível trófico seguinte.

4. Pirâmides de energia são gráficos que apresentam forma de pi-râmide e representam as quantidades de energia ou de biomassaem cada nível trófico. Nesse tipo de representação, a basecorresponde ao nível trófico dos produtores; na seqüência sãorepresentados os níveis dos consumidores primários, dos consu-midores secundários, e assim por diante. A largura de cada nívelrepresenta a quantidade de energia ou de matéria orgânica dis-ponível para o nível trófico seguinte.

5. Pirâmide de números é um tipo de representação gráfica queindica a quantidade de indivíduos que compõem cada níveltrófico de uma cadeia alimentar. Por exemplo, na cadeia alimen-tar formada por capim, gafanhotos e sapos, uma pirâmide denúmeros mostra a quantidade de plantas, de insetos e de sa-pos, que compõem, respectivamente, o nível dos produtores, onível dos consumidores primários e o nível dos consumidoressecundários. Eventualmente, se há apenas um produtor de ta-manho grande (uma árvore, por exemplo) e muitos consumido-res secundários (lagartas de borboleta, por exemplo), o gráficonão terá formato de pirâmide, embora receba a denominaçãopirâmide de números.

PEIXESCARNÍVOROS

PEIXESHERBÍVOROS

ZOOPLÂNCTON

FITOPLÂNCTON

BACTÉRIASE FUNGOS

PLANTASLACUSTRES

BACTÉRIASE FUNGOS

PIOLHO

CORRUÍRAS

GAFANHOTOS

MOSQUITOS

ALFAFA

COELHOS

CORUJAS

VÍBORAS

26. O aquário A se assemelha mais a um ecossistema, uma vez quenele encontramos representantes de diversos níveis tróficos; even-tualmente, ele poderia se manter sem interferência externa. Já noaquário B, pela falta de produtores, é fundamental a colocaçãode alimento para que seus componentes permaneçam vivos.



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6. Produtividade primária bruta (PPB) é a quantidade de energiaque os seres fotossintetizantes conseguem converter embiomassa, em determinado intervalo de tempo. Produtividadeprimária líquida (PPL) é a energia que está realmente disponívelpara transferência ao nível trófico seguinte, depois de desconta-das as perdas energéticas ocorridas na respiração celular. Repre-sentando respiração celular por R, temos que: PPL = PPB – R.O estudo da transferência de energia entre os seres vivos é degrande importância para a humanidade, pelo fato de a espéciehumana participar de diversas cadeias alimentares, de terra fir-me e aquáticas.

7. Se uma cadeia alimentar apresentar menos níveis tróficos, nelaocorrerão perdas energéticas relativamente menores, uma vezque as maiores perdas de energia ocorrem, precisamente, natransferência de um nível trófico para outro. Por exemplo, é pre-ciso usar quase 1 tonelada de vegetais para alimentar um nú-mero de coelhos que forneça apenas 250 kg de carne. Portan-to, é menos dispendioso, embora nem sempre adequado aopaladar humano, usar diretamente os vegetais como alimento,evitando a perda energética que ocorre na transferência para onível dos herbívoros.

8. A explicação para a maior produtividade do ecossistema mari-nho é que nas algas do fitoplâncton não há, como nas plantas,tecidos não-produtivos, isto é, que não fazem fotossíntese, comomadeira, fibras etc. O ciclo de vida das algas é curto, possibili-tando que a quantidade de energia por elas absorvida seja rapi-damente liberada pela morte e decomposição dos indivíduos,sem acúmulo de biomassa. Por outro lado, em uma floresta gran-de parte da energia absorvida na fotossíntese fica armazenadana madeira das árvores, constituindo uma biomassa improduti-va e de longa duração.

9. Produtividade secundária líquida (PSL) é a biomassa elaboradano corpo de um animal herbívoro em determinado intervalo detempo; ela corresponde à energia que o herbívoro conseguiuabsorver dos alimentos que ingeriu, já subtraído o que foi gastopara manter seu metabolismo. Por exemplo, com uma toneladade alfafa pode-se alimentar um bezerro ou trezentos coelhos.Ambos produzirão a mesma quantidade de carne a partir daalfafa, mas os coelhos estarão prontos para o abate em 30 dias,enquanto o bezerro levará 120 dias. Portanto a PSL dos coelhosé quatro vezes maior que a dos bezerros.

10. Ciclo biogeoquímico é a passagem de elementos químicos (ouágua) da matéria orgânica constituinte dos seres vivos ao ambien-te e vice-versa. Uma vez que elementos químicos que faziamparte de seres vivos voltam ao ambiente não-vivo, fala-se emciclo biogeoquímico (do grego bios, vida, e geo, Terra), para res-saltar o fato de que os elementos químicos circulam entre osseres vivos e o planeta.

11. O processo de reciclagem dos elementos químicos na naturezaé realizado principalmente por certos fungos e bactériasdecompositores. Nutrindo-se dos cadáveres dos mais diversosseres vivos, os decompositores promovem sua degradação, trans-formando as substâncias orgânicas do cadáver em substânciasmais simples, que passam para o ambiente não-vivo e podemser reutilizadas por outros seres, como matéria-prima para a fa-bricação de suas substâncias orgânicas. Se não houvessereaproveitamento dos componentes da matéria dos cadáveres,alguns dos elementos fundamentais para constituir novos seresvivos poderiam se esgotar.

12. O pequeno ciclo da água é o ciclo das chuvas, em que a águados oceanos, lagos, rios, geleiras e mesmo a embebida no soloevapora, passando à forma gasosa. Nas camadas mais altas daatmosfera, o vapor d’água condensa-se e origina nuvens,retornando à crosta terrestre na forma de chuva. O grande cicloda água é aquele do qual participam os seres vivos.

13.

14.

15. No passado, cadáveres de grande quantidade de organismosnão foram decompostos, em geral por terem sido rapidamentesepultados no fundo do mar sob depósitos de sedimentos quedepois se tornaram rochas. Os resíduos orgânicos desses seressoterrados sofreram lentas transformações químicas e se trans-formaram nos chamados combustíveis fósseis, como o carvãomineral, o gás natural e o petróleo. A energia contida nas subs-tâncias que formam esses combustíveis foi, portanto, original-mente captada da luz solar pela fotossíntese, milhões de anosatrás. A utilização de combustíveis fósseis pela humanidadetem restituído à atmosfera, na forma de CO2, os átomos de car-bono que ficaram fora de circulação durante milhões de anos.Devido à queima desses combustíveis, a concentração de gáscarbônico no ar aumentou, nos últimos 100 anos, de 0,029%para quase 0,04%. Embora pareça pequeno, esse aumento re-presenta, em termos proporcionais, quase 40%. De acordo commuitos cientistas, o aumento do teor de CO2 na atmosfera temprovocado a elevação da temperatura média da Terra, em razãodo efeito estufa.

16. Fixação do nitrogênio é a incorporação de átomos de nitrogêniodo N2 atmosférico (gás nitrogênio ou nitrogênio molecular) emmoléculas orgânicas. A grande maioria dos seres vivos não conse-gue utilizar nitrogênio na forma de N2 e por isso depende deumas poucas espécies de bactéria, conhecidas genericamentecomo bactérias fixadoras de nitrogênio, capazes de utilizar direta-mente o nitrogênio do N2, incorporando-o em suas moléculas.

17. Algumas bactérias de vida livre, entre elas as cianobactérias, fi-xam o nitrogênio da atmosfera. Outras bactérias fixadoras denitrogênio, no entanto, vivem no interior de células de organis-mos eucarióticos. Esse é o caso das bactérias do gêneroRhizobium (rizóbios), que vivem associadas principalmente àsplantas leguminosas (feijão, soja, ervilha etc.). Essas bactériasinvadem as raízes de plantas jovens, instalando-se e reproduzin-do-se no interior de suas células. As bactérias estimulam a mul-tiplicação das células infectadas, o que leva à formação de tu-mores, denominados nódulos. Graças à associação com osrizóbios, as plantas leguminosas podem viver em solos pobres

As plantas eliminam água por trans-

piração; os animais eliminam água por

transpiração e também na urina e nas

fezes. Ao morrerem, plantas e animais

são decompostos e a água que fazia

parte de sua constituição retorna ao

ambiente.

Solvente; a água

constitui os flui-

dos celulares e

corporais; é rea-

gente de inúme-

ras reações quí-

micas biológicas.

Plantas obtêm

água do solo,

pela absorção das

raízes. Animais

bebem ou obtêm

água contida nos

alimentos.

Formas de devoluçãoao ambiente

Funções nosseres vivos

Formas deobtenção

CICLO DA ÁGUA

Plantas e animais eliminam CO2

na respiração celular; os ani-

mais eliminam carbono (C) nas

substâncias das fezes. Ao mor-

rerem, plantas e animais são

decompostos e os átomos de

C que faziam parte de sua

constituição retornam ao am-

biente na forma de CO2.

As plantas captam CO2

e o utilizam na fo-

tossíntese para produ-

zir substâncias orgâni-

cas. Animais obtêm

carbono (C) comendo

plantas ou outros ani-

mais.

Na atmosfera, o

carbono está dis-

ponível na forma

de gás carbônico

(CO2).


Formas de obtençãopelos seres vivos

Forma químicadisponível no

ambiente

CICLO DO CARBONO



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em compostos nitrogenados, nos quais outras plantas não sedesenvolvem bem. Os rizóbios, por sua vez, também se benefi-ciam com a associação, pois utilizam como alimento substân-cias orgânicas produzidas pela planta. Ao morrerem e se de-comporem, as plantas leguminosas liberam, em forma de amô-nia, o nitrogênio de suas moléculas orgânicas, fertilizando o solo.

18. Nitrificação é o processo de formação de nitratos no solo queocorre pela ação conjunta de dois grupos de bactériasquimiossintetizantes, conhecidas genericamente como bacté-rias nitrificantes. As primeiras bactérias a atuar na nitrificaçãopertencem ao gênero Nitrosomonas. Elas realizam a oxidaçãoda amônia (NH3), processo em que essa substância se combinacom moléculas de gás oxigênio (O2), produzindo o ânion nitrito(NO2

– ). Essa reação libera energia, utilizada pela bactéria emseu metabolismo. O nitrito é tóxico para as plantas, mas raramen-te se acumula no solo por muito tempo, pois é rapidamenteoxidado por bactérias do gênero Nitrobacter, que o transfor-mam em nitratos (NO3

–). Essa reação também libera energia,utilizada pelas bactérias em seu metabolismo. O nitrato é facil-mente assimilado pelas plantas. O nitrogênio (N) que o com-põe passa a fazer parte de moléculas orgânicas vegetais, prin-cipalmente proteínas e ácidos nucléicos. Quando as plantassão comidas por herbívoros, as substâncias orgânicas nitro-genadas são utilizadas para a constituição das moléculas ani-mais. O mesmo ocorre nos níveis tróficos superiores das ca-deias alimentares.

19. Desnitrificação é a degradação de compostos nitrogenados rea-lizada para obtenção de energia, por certas bactérias do solo,denominadas genericamente bactérias desnitrificantes. Essasbactérias liberam gás nitrogênio, que retorna à atmosfera.

20. Adubação verde é o aumento do teor de nitrogênio disponívelno solo por meio do cultivo de plantas leguminosas como soja,alfafa, feijão, ervilha etc., que abrigam em suas raízes bactériasfixadoras de nitrogênio do gênero Rhizobium. As leguminosaspodem ser plantadas tanto junto com plantas não-leguminosas,formando as chamadas plantações consorciadas, como em pe-ríodos alternados com cultivo de outras plantas, processo que échamado de rotação de culturas. Em campos experimentais plan-tados com leguminosas como alfafa e soja, verificou-se aumen-to de até 100 vezes na quantidade de nitrogênio fixado, emrelação a um ecossistema natural.

21.

versa. Trata-se de um ciclo complexo, pois o oxigênio é utilizadoe liberado pelos seres vivos na forma de substâncias diversas,como gás carbônico, gás oxigênio e água. O principal reservató-rio de oxigênio para os seres vivos é a atmosfera, onde esseelemento se encontra nas formas de gás oxigênio (O2) e gáscarbônico (CO2). O O2 é utilizado na respiração aeróbia de plan-tas e animais. Nesse processo, os átomos de oxigênio combi-nam-se com átomos de hidrogênio, formando moléculas deágua, que podem ser utilizadas na síntese de outras substân-cias, de modo que seus átomos de oxigênio tornam-se compo-nentes delas. O CO2 atmosférico é utilizado no processo defotossíntese e os átomos de oxigênio dessa molécula passam afazer parte da matéria orgânica das plantas. Pela respiração ce-lular, e também pela decomposição dessa matéria orgânica, ooxigênio é restituído à atmosfera passando a fazer parte demoléculas de água e de gás carbônico.

23. Nas altas camadas da atmosfera, uma das formas de radiaçãoultravioleta emitida pelo Sol (ultravioleta curta) causa a rupturade uma certa quantidade de moléculas de gás oxigênio (O2),com liberação de átomos isolados que imediatamente reagem commoléculas de O2, formando o gás ozônio (O3). Essa reação ocor-re a altitudes entre 20 km e 40 km acima do nível do mar.

24. O ozônio forma, na alta atmosfera, uma camada que constituium escudo protetor contra a penetração de um tipo de radiaçãoultravioleta do Sol, a ultravioleta longa, muito prejudicial aosseres vivos. Se essa radiação atingisse livremente a superfície doplaneta, muitos organismos morreriam. A radiação ultravioletalonga aumenta significativamente a taxa de mutação dos genes,sendo um dos principais fatores responsáveis pela ocorrência decâncer de pele na espécie humana.

25. A principal causa da destruição da camada de ozônio é a libera-ção, na atmosfera, de gases do grupo dos clorofluorcarbonos,abreviadamente chamados de CFCs. Os CFCs são gases sintéti-cos (isto é, produzidos em laboratórios e indústrias) utilizadosem aerossóis, em compressores de geladeiras e liberados duran-te a fabricação de certos tipos de plástico utilizados em embala-gens. Os CFCs acumulam-se nas altas camadas da atmosfera,onde o cloro presente em suas moléculas reage com moléculasde ozônio, quebrando-as. O ozônio forma um escudo protetorcontra a penetração de um tipo de radiação ultravioleta do Sol,a ultravioleta longa, muito prejudicial aos seres vivos. Se essaradiação ultravioleta atingisse livremente a superfície do plane-ta, muitos organismos morreriam. A radiação ultravioleta longaaumenta significativamente a taxa de mutação dos genes, sen-do um dos principais fatores responsáveis pela ocorrência docâncer de pele na espécie humana.

26. a) O fósforo faz parte de moléculas orgânicas importantes,como o material hereditário e o ATP. O composto de fósforoimportante para os seres vivos é o íon fosfato (PO4

3–). As plan-tas obtêm fósforo do ambiente absorvendo fosfatos dissolvi-dos na água e no solo. Os animais obtêm fosfatos na água eno alimento. b) Por meio dos processos de decomposição damatéria orgânica, o fósforo é devolvido ao solo ou à água.Parte dele é levada pelas chuvas para lagos e mares, onde aca-ba se incorporando às rochas. Nesse caso, o fósforo só retornaaos ecossistemas bem mais tarde, quando essas rochas se ele-vam em conseqüência de processos geológicos e, na superfí-cie, são decompostas e transformadas em solo. Assim, podem-se distinguir dois aspectos do ciclo do fósforo, relacionados aescalas de tempo bem diferentes. Uma parte do elemento éreciclada localmente entre o solo, plantas, consumidores edecompositores, em um tempo relativamente curto, que po-demos chamar de ciclo de tempo ecológico. Outra parte dofósforo ambiental é sedimentada e incorporada às rochas, eseu ciclo dá-se em um tempo bem mais longo que, por isso,pode ser chamado de ciclo de tempo geológico.

22. Gás oxigênio, gás carbônico e água constituem as três princi-pais fontes inorgânicas de átomos de oxigênio para os seres vi-vos e realizam constantes trocas de átomos entre si, durante osprocessos metabólicos da biosfera. O ciclo do oxigênio consistena passagem de átomos de oxigênio de compostos inorgânicosdo ambiente para substâncias orgânicas dos seres vivos, e vice-

Na atmosfera, na

forma de gás ni-

trogênio (N2).

Bactérias fixadoras de nitrogê-

nio como os rizóbios fixam o

nitrogênio atmosférico. Com

a decomposição, o nitrogênio

na forma de amônia chega ao

solo. Bactérias nitrificantes

convertem amônia em nitra-

tos, a forma que é mais bem

assimilada pelas plantas. Ani-

mais obtêm nitrogênio ao co-

mer plantas ou outros animais.

Plantas e animais, ao mor-

rer, são decompostos e o

nitrogênio volta ao ambi-

ente na forma de amônia.

Animais excretam com-

postos nitrogenados (uréia

etc.). Bactérias desni-

trificantes no solo utilizam

compostos nitrogenados e

liberam gás nitrogênio

para o ambiente.

CICLO DO NITROGÊNIO

Forma químicadisponível no

ambiente

Formas de obtençãopelos seres vivos




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QUESTÕES OBJETIVAS

27. c 28. b 29. c 30. c 31. d 32. b


33. Nesse ecossistema não haveria decomposição dos dejetos e doscadáveres, o que levaria ao acúmulo de matéria orgânica não-de-composta e, posteriormente, à falta de matéria-prima para a for-mação de novos indivíduos. É pela decomposição que os nutrien-tes retornam ao ambiente, participando dos ciclos biogeoquímicos.

34. Esquema da pirâmide:

35. Orientar os estudantes a calcular o comprimento, em centíme-tros, de cada nível trófico das pirâmides de biomassa; as dimen-sões calculadas mostram como ficaria difícil fazer a representa-ção em escala, devido à grande diferença de tamanho dos ní-veis. Para o ecossistema terrestre, os dados seriam: produtores =520 cm; consumidores primários = 0,07 cm; consumidores se-cundários = 0,01 cm. Para o ecossistema aquático, os dadosseriam: produtores = 680 cm; consumidores primários = 120 cm;consumidores secundários = 9 cm

36. Professor, oriente os estudantes a pesquisar e a discutir os resul-tados de suas pesquisas. Se sua escola estiver conectada àInternet, pode-se pesquisar o assunto nos sites da Petrobras(www.petrobras.com.br) e da Agência Nacional do Petróleo (ANP)(www.anp.gov.br).

CAPÍTULO 15

DINÂMICA DAS POPULAÇÕESBIOLÓGICASGUIA DE ESTUDO

1. População biológica é um grupo de indivíduos de mesma espé-cie que convivem em determinada área geográfica. A popula-ção é uma unidade importante no estudo da Ecologia porqueevolui e se adapta ao ambiente, comportando-se de forma di-nâmica no ecossistema.

2. Densidade populacional é o número de indivíduos de uma mes-ma espécie que vive em determinada área ou volume:

Densidadepopulacional = Número de indivíduos

Área ou volume

A densidade das populações humanas, denominada densidadedemográfica, é calculada a partir de recenseamentos periódi-cos, os censos demográficos. Por exemplo, o censo realizado noano 2000 mostrou que a população brasileira estava constituídapor 169 milhões de pessoas distribuídas pelos quase 8,5 mi-lhões de quilômetros quadrados de superfície do território nacio-nal. Assim, a densidade demográfica do Brasil, naquele ano, erade 19,8 habitantes por quilômetro quadrado (hab./km2).

3. Taxa de crescimento de uma população é a variação (aumentoou diminuição) no número de indivíduos em determinado inter-valo de tempo. Fala-se em taxa de crescimento absoluto quan-do não se leva em conta o tamanho da população, mas apenasa variação do número de indivíduos no período considerado.Essa relação está expressa no esquema a seguir:

em que

Ni = número de indivíduos no início do período considerado;

Nf = número de indivíduos no final do período considerado;

t = duração do período considerado.

4. Taxa de crescimento relativo é a variação do número de indiví-duos de uma população em relação ao seu número inicial. Parase determinar a taxa de crescimento relativo toma-se o númerode indivíduos da população no tempo final (Nf), subtrai-se deleo número de indivíduos da população no tempo inicial (Ni), edivide-se o resultado obtido pelo número de indivíduos que ha-via na população no tempo inicial (Ni). Com isso, determina-se ataxa de crescimento em relação ao tamanho da população.

Para uma população em que o número inicial de indivíduos era10.000 e passou a 40.000, em 3 horas, TCR = (40.000 – 10.000) /10.000 / 3 h = 1 indivíduo / hora. Para outra em que o númeroinicial de indivíduos era 200.000 e passou a 500.000, em 3 horas,TCR = (500.000 – 200.000) / 200.000 / 3 h = 0,5 indivíduo / hora.

5. O crescimento de uma população é determinado, fundamental-mente, por dois fenômenos opostos: a natalidade (número deindivíduos que nascem) e a mortalidade (número de indivíduosque morrem). Outros fatores que também afetam o tamanhode uma população são a imigração, que é a entrada de novosindivíduos na população, e a emigração, que é a saída de indiví-duos da população.

6. Na espécie humana, costuma-se expressar a taxa de natalidadecomo o número de crianças nascidas no período de um anopara cada 1.000 habitantes da população. Analogamente, taxade mortalidade é o número de óbitos (mortes) ocorridos no pe-ríodo de um ano para cada 1.000 habitantes da população. Aoexpressarmos esses números por 1.000 habitantes, estamos“relativizando-os”, ou seja, tornando-os comparáveis aos deoutras populações. Por exemplo, se ocorreram dois nascimen-tos no ano em uma população de 1.000 habitantes, a taxa denatalidade é igual a 2 /1.000, o dobro da taxa de natalidade deuma população de 4.000 habitantes na qual tenham nascido4 pessoas no ano (4/4.000 ou 1/1.000).

Taxa de crescimentoabsoluto = Nf – Ni

t

Taxa de crescimentorelativo = (Nf – Ni) / Ni

t

7. Índice de fertilidade é o número médio de descendentes produ-zidos por uma fêmea durante seu período reprodutivo. Na espé-cie humana, se uma população tiver índice de fertilidade igual a2, isso significa que a média de filhos de um casal é 2; nessecaso, os filhos da geração seguinte simplesmente substituemseus pais, em termos do número de pessoas da população. Emoutras palavras, a população tende a se manter estável. Por isso,costuma-se dizer que, com um índice de fertilidade igual a 2, areprodução atua em nível de substituição da geração anterior.Se o índice de fertilidade for superior a 2, isso indica uma ten-dência ao crescimento populacional; se for inferior a 2, indicadiminuição do tamanho da população.

8. Potencial biótico é a capacidade de crescimento pleno de umapopulação biológica.

9. Resistência do meio é o conjunto de fatores ambientais que li-mitam o crescimento de uma população. Em condições natu-

Consumidores terciários: 1,5 g/m2

Consumidores secundários: 11 g/m2

Consumidores primários: 37 g/m2

Produtores: 809 g/m2

Taxa de natalidade = Número de nascimentos no ano/1.000 pessoas

Taxa de mortalidade = Número de mortes no ano/1.000 pessoas



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rais, o potencial de crescimento de uma população é limitadopela disponibilidade de alimento, de espaço e de abrigo, alémdo fato de poderem existir predadores, parasitas e populaçõescompetidoras. A resistência do meio aumenta proporcionalmenteao aumento da densidade populacional, até se atingir um pon-to em que as taxas de natalidade e de mortalidade sejam equi-valentes e o número de indivíduos da população permaneça maisou menos constante ao longo do tempo.

10. Carga biótica máxima do meio é o tamanho máximo de deter-minada população que um ambiente pode suportar.

11. Segundo o princípio da exclusão competitiva, se duas espéciesapresentam nichos ecológicos muito semelhantes, elas tendema competir acirradamente e, provavelmente, uma acabará elimi-nando a outra ou a forçará a emigrar.

12. Os principais fatores ambientais que limitam o crescimento de umapopulação são: densidade populacional, disponibilidade de alimen-tos, competição entre os indivíduos da própria espécie (competi-ção intra-específica), competição entre indivíduos de espécies di-ferentes (interespecífica), predatismo e parasitismo. Uma populaçãoem equilíbrio pode sofrer os efeitos do aumento da intensidadede um ou mais fatores limitantes, o que causa diminuição do ta-manho populacional. O abrandamento de um fator limitante, poroutro lado, pode determinar maior taxa de crescimento. Os fato-res limitantes variam constantemente de intensidade, o queacarreta flutuações no tamanho das populações naturais.

13. Pirâmides de idade, ou pirâmides etárias, são representações grá-ficas que expressam a distribuição dos indivíduos de uma popu-lação por faixas de idade. Populações jovens, com alta taxa decrescimento, têm gráficos realmente em forma de pirâmide, coma base mais larga que o ápice, o que indica elevada taxa denatalidade. Em populações que controlam a natalidade, o gráfi-co pode perder a forma de pirâmide, sendo a base, em certoscasos, mais estreita que o ápice. A análise de pirâmides de idadepode revelar futuras tendências da população. Por exemplo, umapopulação com muitas pessoas na faixa de idade entre 0-14anos (pirâmide de base larga) indica que, nos anos seguintes,grande número de pessoas entrará na idade reprodutiva, o quepermite prever crescimento da população nos próximos anos.


QUESTÕES OBJETIVAS

14. b 15. c 16. b; d 17. a; c18. a 19. c 20. b 21. d


22. A curva de potencial biótico (CPB) representa o potencial decrescimento de uma população que encontrasse condições ideaisde alimento, de espaço etc. O meio, entretanto, impõe restri-ções ao crescimento potencial, o que se chama resistência domeio (R), caracterizada pela restrição de espaço, de obtenção dealimento, pela competição, predação, parasitismo etc. Dainteração do potencial biótico com a resistência do meio surge acurva de crescimento real para dada situação ambiental a quese encontra submetida uma espécie.

23. a) Número de indivíduos em cada ano: 1) 140; 2) 211; 3) 312; 4)433; 5) 453; 6) 449. Os estudantes devem ser orientados a cons-truir um gráfico de linhas com esses dados (ordenadas = núme-ro de indivíduos; abscissas = tempo em anos). b) Densidadepopulacional a cada ano (indivíduos por km2): 1) 140; 2) 211; 3)312; 4) 433; 5) 453; 6) 449. Os estudantes devem ser orienta-dos a construir um gráfico de barras com esses dados. c) Apa-rentemente o tamanho da população se estabilizou. O fator maisprovável para isso é a escassez de recursos do meio devido aoaumento populacional. Nos anos seguintes é provável que o nú-mero de indivíduos oscile em torno do mesmo valor observadono último ano, considerando-se que já foi atingido o número deindivíduos que o meio pode suportar.

24. No gráfico 1 estão representadas as curvas de potencial bióticopara as espécies A e B. A curva para a espécie B, no gráfico 2,representa curva de crescimento logística. Quando as espéciesA e B estão reunidas, as condições para ambas as espécies pio-ram depois de algum tempo. É possível, por exemplo, que hajacompetição entre as espécies.

25. Pirâmides de idade:

CAPÍTULO 16

Relações ECOLÓGICASentre seres vivos

GUIA DE ESTUDO

1. Relações intra-específicas são as que se estabelecem entre indi-víduos de mesma espécie, enquanto relações interespecíficas sãoas que se estabelecem entre indivíduos de espécies diferentes.Exemplo de relação intra-específica é a sociedade; de relaçãointerespecífica é a predação.

2. Competição intra-específica é a disputa, entre indivíduos de mes-ma espécie, por um ou mais recursos do ambiente. Dependen-do da espécie, pode ocorrer competição por água, alimento,minerais, luz, locais para construir os ninhos, parceiros para re-produção etc. Além da luta física por alimento ou por parceirosde reprodução, a competição também pode se manifestar deoutras formas. Por exemplo, se um animal é muito ativo na pro-cura de alimento, ele tende a levar vantagem competitiva sobreoutro mais lento, principalmente se o alimento for escasso. Plan-tas podem competir por água e por nutrientes disponíveis nosolo, e também por locais onde a luminosidade seja mais ade-quada. Em certas regiões desérticas, por exemplo, nota-se umadistribuição espaçada dos indivíduos de certas populações deplantas. Isso se deve à competição pelo suprimento de água nosolo: como duas plantas não podem crescer muito perto umada outra devido à escassez de água, elas distribuem-se com cer-ta homogeneidade na área ocupada pela população.

3. Colônias são relações de cooperação intra-específica, em que in-divíduos de mesma espécie vivem agrupados, interagindo de for-ma mutuamente vantajosa. Entre os componentes de uma colô-nia há sempre divisão de trabalho, cujo grau varia de acordo coma espécie. Quando os indivíduos de uma colônia são semelhan-tes, a colônia é considerada isomorfa; quando a colônia é forma-da por indivíduos diferentes, fala-se em colônia heteromorfa. Aalga colonial Volvox, que vive em água doce, é um exemplo decolônia heteromorfa. Outro exemplo de colônia heteromorfa é ocnidário Physalia pelagica, conhecido como caravela-portuguesa.Outro cnidário colonial é a Obelia, em que as colônias sãoheteromorfas, com indivíduos alimentadores, chamados degastrozóides, e indivíduos reprodutores, chamados de gonozóides.Os corais são cnidários que apresentam colônias isomorfas, comum esqueleto calcário compartilhado por centenas, milhares oumilhões de indivíduos muito semelhantes.

4. Sociedades são grupos de organismos de mesma espécie emque os indivíduos apresentam algum grau de cooperação entresi e relativa independência e mobilidade. Estas últimas caracte-rísticas distinguem sociedade de colônia, na qual os indivíduossão fisicamente unidos. Diversas espécies, inclusive a nossa, vi-vem em sociedade. Exemplos de sociedades altamente organi-zadas são encontrados nos insetos sociais das ordensHymenoptera (abelhas, formigas e vespas) e Isoptera (cupins).

3,8%65 ou mais

16,4%40-64

39,2%15-39

40,6%0-14

30,6%

33,3%

18,8%

País A País B

17,3%



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5. Castas sociais são os diferentes tipos de indivíduo, que exercemfunções bem definidas em certas espécies de insetos sociais. Nasociedade das abelhas, por exemplo, há três castas básicas: rai-nha, zangão e operária. Na sociedade de certas formigas há acasta dos reis (rainha e rei), dos soldados etc.

6. Em Apis mellifera, a rainha pode colocar dois tipos de ovo: não-fecundado e fecundado. Os ovos não-fecundados desenvolvem-se normalmente, fenômeno conhecido como partenogênese (dogrego partenós, virgem, não-fecundado, e genesis, origem), eoriginam machos haplóides com cromossomos exclusivamentematernos. Ovos fecundados originam fêmeas diplóides. Estaspodem desenvolver-se como operárias ou como rainhas, depen-dendo do tipo de alimentação que recebem na fase larval. Lar-vas de operárias e de zangões são alimentadas principalmentecom mel, enquanto certas larvas, alimentadas com uma subs-tância especial, a geléia real, transformam-se em rainhas. Aoatingir a maturidade sexual, as jovens rainhas abandonam a col-méia, seguidas por um pequeno “séquito” de operárias ezangões, e fundam colméias novas.

7. Quando analisadas sob o ponto de vista de ganho ou perda paraos indivíduos envolvidos, as relações ecológicas interespecíficaspodem ser classificadas em positivas ou negativas. Relações eco-lógicas positivas são aquelas em que um ou ambos os indivíduosassociados beneficiam-se e não há prejuízo para nenhuma daspartes. Relações ecológicas negativas são aquelas em que há pre-juízo para um dos participantes da relação, ou para ambos.

8. Protocooperação ou mutualismo facultativo, também chamadoapenas cooperação, é um tipo de relação ecológica em que asespécies associadas trocam benefícios, mas também podem vi-ver sozinhas. Um exemplo de protocooperação é a relação entrecrustáceos do gênero Pagurus, conhecidos como caranguejos-eremita, e algumas espécies de anêmona-do-mar (filo Cnidaria).Outro exemplo de protocooperação é a relação entre grandesmamíferos, como bois, búfalos e rinocerontes, e aves que co-mem seus carrapatos. Crocodilos também convivem cooperati-vamente com aves que entram em sua boca, removendo detri-tos e sanguessugas de suas gengivas.

9. Herbivoria é a relação em que animais herbívoros comem partesvivas de plantas. Do ponto de vista individual, há prejuízo paraas plantas e benefício para os animais que delas se alimentam.Essa relação, entretanto, é uma das mais importantes na natu-reza: é por meio da herbivoria que a energia captada da luzsolar pelos produtores pode passar para os demais níveis tróficosdas cadeias alimentares.

10. Predação é a relação em que uma espécie animal, predadora, ma-ta e come indivíduos de outra espécie animal, que constituemsuas presas. Do ponto de vista individual, as espécies predadorasbeneficiam-se, enquanto as presas são prejudicadas. Do pontode vista ecológico, a predação é um mecanismo que regula adensidade populacional, tanto para presas como para predado-res. A estreita correlação observada entre as flutuações no ta-manho das populações de predadores e presas é da maior im-portância para a sobrevivência de ambas.

11. Quando duas espécies de uma comunidade disputam os mes-mos recursos do ambiente, pode-se dizer que seus nichos ecoló-gicos se “sobrepõem”, e ocorre competição interespecífica. Porexemplo, espécies que comem capim, como os gafanhotos e ogado, competem por alimento: ocorre sobreposição da parte deseus nichos referentes à alimentação. Plantas cujas raízes estãona mesma profundidade do solo competem por água e por nu-trientes minerais. Quanto mais os nichos ecológicos das espé-cies são semelhantes, ou seja, quanto mais sobrepostos eles são,mais intensa é a competição entre as espécies. A competiçãointerespecífica pode resultar tanto na extinção de uma das es-pécies como levá-la a migrar, procurando uma área disponível esem espécies competidoras.

12. Simbiose é toda relação ecológica próxima e interdependentede certas espécies de uma comunidade, com conseqüências van-tajosas ou desvantajosas para pelo menos uma das partes. Po-dem-se distinguir quatro tipos de simbiose: inquilinismo,comensalismo, mutualismo e parasitismo.

13. Inquilinismo é a relação em que uma espécie “inquilina” vive so-bre ou no interior de uma espécie hospedeira, sem prejudicá-la. Orecurso principal buscado pelo inquilino, como o próprio nomeindica, é abrigo e moradia. Por exemplo, orquídeas, bromélias esamambaias que crescem sobre outras plantas são exemplos deinquilinismo. Nesses casos, as espécies inquilinas são chamadasde epífitas (do grego epi, sobre, e phytos, planta). A vantagemdas epífitas em crescer sobre árvores de grande porte é obtermaior suprimento de luz para a fotossíntese, principalmente noambiente pouco iluminado do interior das florestas.

14. No comensalismo, assim como no inquilinismo, uma das espé-cies é beneficiada pela simbiose, enquanto a outra, aparente-mente, não obtém nenhum benefício com a relação, emboranão sofra prejuízo. O recurso principal buscado pelo comensal,como o próprio nome indica, é alimento. Um exemplo clássicode comensalismo é a associação entre a rêmora (ou peixe-pilo-to) e o tubarão. A rêmora possui uma estrutura dorsal aderente,comparável a uma ventosa, o apreensório, com o qual se pren-de ao corpo de tubarões. O tubarão fornece transporte gratuitopara a rêmora e parece não se importar com sua presença. Asrêmoras alimentam-se dos restos das presas caçadas pelos tuba-rões, obtendo vantagens com a associação. A relação entre hie-nas e leões também é um caso de comensalismo. As hienas acom-panham, a distância, bandos de leões, servindo-se dos restos dacaça abandonados por eles. Em certos casos, é difícil estabele-cer a diferença entre inquilinismo e comensalismo. Por exemplo,diversas espécies de peixe-palhaço encontram abrigo e prote-ção entre os tentáculos de certas anêmonas-do-mar. Falaríamos,portanto, que se trata de uma relação de inquilinismo. Entretan-to, se os peixes-palhaço aproveitarem restos da alimentação daanêmona, além de utilizá-la como abrigo, a relação seria maisbem classificada como comensalismo.

15. Mutualismo, também chamado de mutualismo obrigatório, é umtipo de simbiose em que ambas as espécies que interagem obtêmbenefícios. O mutualismo obrigatório difere da protocooperaçãopelo fato de ser permanente e indispensável à sobrevivência dosindivíduos associados; como vimos, na protocooperação os indi-víduos das espécies participantes da relação podem viver associa-dos ou não. Um exemplo de mutualismo é a interação de certasespécies de cupins de madeira e microrganismos (bactérias eprotozoários) que habitam seu intestino. Outro exemplo demutualismo é encontrado nos liquens, que são organismos for-mados pela associação de certas espécies de fungos e certas al-gas ou cianobactérias. Um terceiro exemplo de mutualismo é aassociação entre determinados fungos e as raízes de certas plan-tas, formando as chamadas micorrizas.

16. Parasitismo é o tipo de simbiose em que uma espécie parasitaassocia-se a outra — a espécie hospedeira —, causando-lheprejuízos por alimentar-se à sua custa. Em geral, espécies pa-rasitas e hospedeiras estão bem adaptadas umas às outras, demodo que a relação causa poucos prejuízos ao organismoparasitado. Basta pensar que, se um parasita matar seu hospe-deiro, ele também morrerá; portanto, a tendência é que a rela-ção parasitária se torne equilibrada ao longo das gerações, oparasita adaptando-se ao hospedeiro, e vice-versa, fenômenodenominado coadaptação. Organismos parasitas podem viverna superfície externa do hospedeiro, sendo então chamadosectoparasitos, ou viver no interior do corpo do hospedeiro, sen-do chamados endoparasitos. Exemplos de ectoparasitos sãopiolhos e carrapatos, e de endoparasitos são as lombrigas, so-litárias, bactérias, vírus e muitos outros. Há animais ectoparasitos



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de plantas, como os pulgões, por exemplo, que sugam seivaelaborada dos caules através de suas longas trombas. Há tam-bém plantas parasitas de outras plantas. O cipó-chumbo, porexemplo, é uma planta parasita de cor amarela, sem folhasnem clorofila, com aparência de “fios-de-ovos”, que crescesobre outras plantas. A erva-de-passarinho é uma planta“hemiparasita”, pois extrai das plantas hospedeiras apenassubstâncias inorgânicas.


QUESTÕES OBJETIVAS

17. g 18. g 19. f 20. c 21. e 22. b

23. b 24. h 25. i 26. b 27. d 28. c

29. c 30. d 31. e 32. d 33. a 34. e


35. Relações ecológicas

36. Nos dois casos há benefícios mútuos. Na situação em que háalta especificidade entre inseto e planta, fala-se em mutualismo,e quando não há especificidade, fala-se em protocooperação.

37. I) Predatismo, pois a espécie B se desenvolve melhor quandoassociada à espécie A, a qual é claramente prejudicada. II)Comensalismo: a espécie B é claramente beneficiada com a as-sociação, e a espécie A não é afetada.

38. a) Parasitismo, pois a broca (parasita) causa danos às árvores(hospedeiras). b) Predatismo, pois os pica-paus (predadores) ali-mentam-se das brocas (presas). c) Poderia ser classificado comoprotocooperação, pois os pica-paus beneficiam as árvores aocomer as brocas. As árvores, por sua vez, beneficiam os pica-paus porque lhes fornecem alimento (as brocas).

39. A relação entre os fungos e as formigas é um exemplo demutualismo, porque um depende do outro para sobreviver; ofungo precisa das condições criadas pelas formigas para se de-senvolver e as formigas dependem do fungo como alimento.

CAPÍTULO 17

Sucessão ecológicae biomas

GUIA DE ESTUDO

1. Espécies pioneiras são aquelas que conseguem se instalar emlugares inóspitos, suportando suas severas condições e abrindocaminho para a chegada de outras espécies. Gramíneas quecolonizam dunas de areia e liquens que colonizam rochas nuassão exemplos de espécies pioneiras.

2. Sucessão ecológica é um processo gradativo de colonização deum hábitat, em que a composição das comunidades vai se alte-rando ao longo do tempo. Sucessão primária é a que ocorre emuma área antes desabitada, cujas condições iniciais eram alta-mente desfavoráveis à vida. Ex.: a sucessão que ocorre em umalava vulcânica. Sucessão secundária é a que ocorre em locaisdesabitados, mas que já foram anteriormente ocupados por umacomunidade biológica e, por isso, apresentam condições iniciaisrelativamente favoráveis ao estabelecimento de uma comunida-de biológica. Ex.: a sucessão que ocorre em um campo de culti-vo abandonado em uma área florestal.

3. Microclima refere-se às condições ambientais particulares dobiótopo ao qual estão adaptadas determinadas espécies.

4. a) Os organismos das comunidades em sucessão provocam mo-dificações na estrutura física do hábitat e no clima, inaugurandonichos ecológicos novos, que favorecem a chegada de novasespécies. Por exemplo, plantas suculentas criam o nicho idealpara pulgões e para outros insetos herbívoros. Estes, por suavez, servem de alimento a insetos predadores, que servirão dealimento a pássaros insetívoros e assim por diante. b) O apareci-mento de novos nichos ecológicos leva ao aumento da diversi-dade de espécies na comunidade, ou seja, ao aumento dabiodiversidade. Com isso, aumenta o número total de indiví-duos capazes de viver na comunidade e, portanto, a biomassado ecossistema em sucessão. c) O crescimento da teia de rela-ções entre seus componentes permite à comunidade ajustar-secada vez mais às variações impostas pelo meio, aumentandosua homeostase, isto é, sua capacidade de manter-se estávelapesar das variações ambientais.

5. Comunidade clímax é uma comunidade estável, em que abiodiversidade, a biomassa e as condições microclimáticas tendema manter-se constantes. Nesse estágio é atingido o máximo dahomeostase. O clímax é um estado de estabilidade da comunida-de resultante da sucessão compatível com as condições da região.

RELAÇÃOINFRA-

ESPECÍFICA

SOCIEDADE

COMPETIÇÃO

CARACTERÍSTICASEFEITOS DE UM

ASSOCIADOSOBRE OUTRO

Indivíduos agrupados, com união físi-ca entre si, com ou sem divisão de tra-balho (ex.: corais).

+ / +

Disputa entre indivíduos pelos mesmosrecursos (em praticamente todas as es-pécies).

Indivíduos agrupados, sem união físicaentre si, com organização social e divi-são de trabalho (ex.: colméia de abelhas).

+ / +

– / –

RELAÇÃOINTERESPECÍFICA

PROTOCOOPE-RAÇÃO

INQUILINISMO

HERBIVORIA

PREDAÇÃO

COMPETIÇÃO

COMENSALISMO

PARASITISMO

MUTUALISMO

CARACTERÍSTICASEFEITOS DE UM

ASSOCIADOSOBRE OUTRO

Associação não obrigatória en-tre indivíduos, com benefíciosmútuos (ex.: anêmona-do-mar /caranguejo-eremita).

Associação em que um dos asso-ciados usa o outro como apoioou moradia, sem prejudicá-lo(ex.: planta epífita / planta quea abriga).

Relação entre animais e as plantasque lhes servem de alimento (ex.:gafanhoto / capim).

Relação em que um animal matae devora outro (ex.: camundon-go / coruja).

Relação entre organismos que ocu-pam nichos ecológicos semelhan-tes (ex.: gafanhoto / taturanas).

Relação em que um dos associa-dos se beneficia de outro, semprejudicá-lo (ex.: hiena / leão).

+ / 0

+ / +

+ / –

+ / –

– / –

+ / 0

+ / –

+ / +

Relação em que um dos associa-dos se beneficia de outro, cau-sando-lhe prejuízos (ex.: lombri-ga / ser humano).

Associação obrigatória, com be-nefícios mútuos (ex.: alga / fun-go no liquen).

COLÔNIA



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6. O desenvolvimento que uma comunidade pode atingir, isto é,seu clímax, depende de um conjunto de características do meio.As mais importantes são o clima — que inclui a temperaturaambiental, o índice de chuvas etc. — e o tipo de solo presentesna região.

7. Insolação é a quantidade de radiação solar que atinge a superfí-cie terrestre. A insolação depende de dois fatores principais: alatitude e a inclinação do eixo de rotação da Terra em relação aoângulo de incidência dos raios solares. Na linha do equador, istoé, na latitude zero, os feixes de radiação solar incidem quaseperpendicularmente à superfície terrestre, enquanto nas regiõessituadas em latitudes crescentes, norte e sul, os feixes incidemobliquamente, devido à curvatura da Terra. Conseqüentemente,no equador, a mesma quantidade de energia solar distribui-se emuma área menor de superfície terrestre que junto dos pólos; porisso no equador, a mesma quantidade de energia solar aquecemais determinada área da superfície que nos pólos.

8. O eixo de rotação da Terra apresenta uma inclinação da ordemde 23,5° (graus de circunferência) em relação ao Sol. A inclina-ção do eixo não se altera ao longo do ano, de tal maneira que,no início do ano, o hemisfério norte está inclinado para longedo Sol. Isso, além de fazer os feixes de radiação incidirem obli-quamente à superfície do hemisfério norte, também diminui aduração dos dias, resultando em temperaturas baixas. No he-misfério sul ocorre o contrário.

9. Nas regiões equatoriais, o ar, por estar fortemente aquecido pelocalor que irradia do solo, sobe (por estar menos denso) e gerauma zona de baixa pressão, que é imediatamente ocupada porar mais frio. Esse movimento do ar devido ao aquecimento desi-gual é conhecido como corrente de convecção. O ar aquecidodesloca-se afastando-se do equador e, próximo das latitudes de30° norte e sul, a massa de ar desce. Junto à superfície, a atmos-fera novamente se aquece, subindo e deslocando-se até 60° delatitude, onde desce novamente. Uma terceira e última convecçãoleva massas atmosféricas até as regiões polares. Pesadas chuvasocorrem quando o ar aquecido sobe e se resfria, principalmentenas regiões tropicais, onde a evaporação é intensa. Muitas dasregiões desérticas do planeta encontram-se justamente nas lati-tudes de 30° norte e sul, onde as massas de ar seco descemsobre a superfície terrestre. Ao se aquecerem, subindo nova-mente, as massas de ar carregam a umidade da região, tornan-do-a seca.

10. A água dos mares e dos oceanos circula, formando correntesresultantes do efeito combinado dos ventos e da rotação daTerra. No hemisfério norte, as correntes oceânicas circulam nosentido horário, enquanto no hemisfério sul circulam no sentidoanti-horário. Duas correntes oceânicas muito importantes são aCorrente do Golfo e a Corrente de Humboldt. A primeira levaágua aquecida do equador até a costa da América do Norte eda Europa, tornando mais amenas as temperaturas dessas re-giões. A segunda leva águas resfriadas da região polar até acosta pacífica da América do Sul. Além de contribuírem na cir-culação de energia, as correntes oceânicas são também impor-tantes na circulação de nutrientes no ambiente marinho.

11. O solo forma-se pela desagregação das rochas da superfície ter-restre. O aquecimento pelo Sol e o resfriamento brusco pelaschuvas, aliados à ação dos ventos, são os fatores que consti-tuem o intemperismo, responsável pela fragmentação das ro-chas, que são reduzidas a pequenas partículas. As partículas quecompõem as camadas superiores do solo, que estão mais sujei-tas aos efeitos do intemperismo, são menores que as das cama-das mais profundas. A rocha não-decomposta, localizada na po-sição mais inferior do solo, é denominada rocha matriz.

12. Quanto à textura, os solos podem ser formados por partículasmaiores ou menores, desde areia grossa, com partículas entre0,2 mm e 2 mm de diâmetro, até areia fina e argila, esta últimacom menos de 2 µm de diâmetro. Se as partículas do solo forem

grandes, a água das chuvas infiltra-se rapidamente e poucaumidade fica retida. Por outro lado, solos constituídos por bas-tante argila retêm água e minerais (Ca2+, K+ e Mg2+). O solo maisapropriado para as plantas compõe-se de uma mistura adequa-da de partículas grandes e pequenas, de modo a reter águasem, no entanto, encharcar-se demais. A vegetação tambémparticipa da formação do solo. Quando a vegetação é densa, acamada mais superficial pode ser formada quase totalmente pormatéria orgânica decomposta, o húmus, rico em nutrientes quese infiltram no solo e são absorvidos pelas raízes das plantas.Minhocas e diversos tipos de microrganismos têm papel funda-mental na formação do húmus.

13. Em locais onde as chuvas são abundantes, a água infiltra-se nosolo e acumula-se junto à rocha matriz, formando uma zonapermanentemente saturada de água, o lençol freático. A águado lençol freático pode deslocar-se sobre a rocha matriz e aflorarà superfície, formando um “olho-d‘água”, que pode originarum riacho e, eventualmente, um rio. Nas camadas acima dolençol freático, o solo fica saturado de água apenas após as gran-des chuvas. Acima delas existe ar entre as partículas, além deágua. Certas árvores possuem raízes tão profundas que chegama atingir o lençol freático; isso torna-as capazes de resistir à even-tual falta de água nas camadas superficiais do solo, enquantoprejudica plantas menores.

14. Bioma é um conjunto de ecossistemas terrestres com vegetaçãocaracterística e fisionomia típica, onde predomina certo tipo declima. Regiões da Terra com latitudes coincidentes, em que pre-valecem condições climáticas parecidas, apresentam ecossistemassemelhantes e mesmos tipos de bioma. Por exemplo, o biomadenominado floresta tropical pluvial ocorre na faixa equatorial,tanto no continente americano como na África, no sudeste daÁsia e na Oceania. A savana, bioma do qual o cerrado brasileiroé um exemplo, ocorre em latitudes coincidentes da América doSul, da África e da Austrália.

15. O bioma denominado tundra situa-se nas regiões próximas aopólo Ártico, no norte do Canadá, da Europa e da Ásia. Nesseslocais a neve cobre o solo durante quase todo o ano, exceto nostrês meses de verão, quando a temperatura chega, no máximo,a 10 °C positivos. No verão, apenas uma fina camada superficialdo solo descongela-se; poucos centímetros abaixo da superfí-cie, o solo permanece congelado, impedindo a drenagem daágua do degelo, o que leva à formação de vastos pântanos. Natundra situada mais ao norte, a vegetação é constituída basica-mente por musgos e liquens; mais ao sul, onde a temperaturamédia é um pouco mais elevada, há também gramíneas e pe-quenos arbustos. Com relação à fauna, os mamíferos mais típi-cos da tundra são a rena, o caribu e o boi almiscarado. Essesanimais são protegidos por uma pelagem densa e podem sobre-viver comendo apenas liquens, que procuram revolvendo a nevecom os cascos. As aves da tundra, em sua maioria aves aquáti-cas pernaltas, migram para regiões mais quentes durante osmeses de inverno. Há também algumas espécies de insetos, quehibernam no inverno como forma de resistir às baixas tempera-turas, entrando em atividade logo que se inicia o degelo.

16. O bioma denominado taiga situa-se principalmente no hemisfé-rio norte, ao sul da tundra ártica, onde o clima é frio, com inver-nos quase tão rigorosos quanto os da tundra, embora a estaçãoquente seja um pouco mais longa e amena. A taiga é conhecidatambém como floresta de coníferas, pois é constituída basica-mente por árvores do grupo das coníferas, como os pinheiros eabetos, além de apresentar musgos e liquens. Em contraste comas árvores das florestas tropicais e temperadas, as coníferas apre-sentam folhas estreitas e afiladas — folhas aciculadas — adap-tadas para resistir às baixas temperaturas. A fauna da taiga écomposta por mamíferos típicos, como alces, ursos, lobos, ra-posas, visons, martas e esquilos. Como na tundra, a maioria dasaves da taiga migra para o sul no inverno.



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17. O bioma denominado floresta temperada decídua é típico decertas regiões da Europa e da América do Norte, onde o clima étemperado e as quatro estações do ano são bem delimitadas.Na floresta temperada predominam árvores que perdem as fo-lhas no final do outono e as readquirem na primavera; daí seremchamadas plantas decíduas, ou caducifólias. A perda das folhasé uma adaptação ao inverno rigoroso, pois permite reduzir aatividade metabólica da planta, o que é necessário para supor-tar as baixas temperaturas. Na Europa, as árvores mais caracte-rísticas da floresta temperada são os carvalhos e as faias. NaAmérica do Norte, predominam os bordos e algumas espéciesde carvalhos e faias. Além dessas árvores, tanto na Europa quantona América do Norte, estão presentes arbustos, plantas herbá-ceas e musgos. Com relação à fauna, a floresta temperada abri-ga muitas espécies de mamíferos, entre eles javalis, veados, ra-posas e doninhas, além de pequenos mamíferos arborícolas,como esquilos e arganazes. Vários tipos de pássaros e corujastambém estão presentes, assim como várias espécies de insetos.

18. O bioma denominado floresta tropical, também chamado defloresta pluvial tropical, localiza-se em regiões de clima quente ecom alto índice pluviométrico, ou seja, na faixa equatorial daTerra. Há florestas tropicais no norte da América do Sul (BaciaAmazônica), na América Central, na África, na Austrália e naÁsia. A vegetação da floresta tropical é exuberante e com árvo-res de grande porte, cujas folhas não caem no inverno poucorigoroso; por isso, as plantas da floresta pluvial tropical são de-nominadas perenifólias. As plantas têm, em geral, folhas largase delicadas, sendo por isso denominadas latifoliadas. As copasdas árvores mais altas formam um “teto” de vegetação, sob oqual existe um “andar” interno, formado pelas copas de árvo-res mais baixas. Pode haver andares gradativamente menores,até chegar aos arbustos e às plantas rasteiras. A estratificaçãoresultante dos diversos andares de vegetação origina diversosmicroclimas, com diferentes graus de luminosidade e umidade.Sobre os troncos das árvores, disputando condições melhoresde luminosidade, há muitas plantas epífitas, como bromélias esamambaias. Nas florestas tropicais, a reciclagem da matériaorgânica é muita rápida; folhas que caem e plantas e animaisque morrem são continuamente decompostos, e seus elemen-tos químicos, reciclados. Forma-se, no solo, uma camada fértil,de cor escura – o húmus – que resulta da decomposição damatéria orgânica misturada aos componentes minerais do solo.A derrubada da floresta empobrece rapidamente o solo dosnutrientes; sem a cobertura vegetal e a constante reciclagem deelementos químicos, os nutrientes minerais do solo são carreadospelas chuvas, em um processo denominado lixiviação. Na flores-ta pluvial tropical há grande quantidade de nichos ecológicos, oque permite a existência de fauna rica e variada. Há muitos ver-tebrados nas árvores, como mamíferos (macacos e esquilos),répteis (serpentes e lagartos) e anfíbios (sapos e pererecas). Nosolo também vivem anfíbios, répteis, mamíferos herbívoros (vea-dos, antas etc.) e mamíferos carnívoros (onças, gatos-do-matoetc.); há também muitos invertebrados, principalmente insetos(mosquitos, besouros, formigas etc.).

19. O bioma do tipo savana caracteriza-se por apresentar arbustos eárvores de pequeno porte, além de gramíneas. É encontrado naÁfrica, na Ásia, na Austrália e nas Américas. Na savana africana,a fauna compõe-se de variados herbívoros de grande porte (an-tílopes, zebras, girafas, elefantes e rinocerontes) e de grandescarnívoros (leões, leopardos e guepardos). Há diversas espéciesde pássaros, de gaviões e de aves corredoras, entre elas o aves-truz. No Brasil, um tipo de savana é o cerrado, que será estuda-do mais adiante.

20. O bioma denominado pradaria, ou campo, apresenta vegeta-ção constituída predominantemente por gramíneas. Esse biomaé encontrado em regiões com períodos marcados de seca, comocertas áreas da América do Norte e da América do Sul. Os pampasgaúchos, que serão vistos adiante, são um tipo de pradaria. Afauna da pradaria é constituída por roedores (pequenos mamí-

feros como hamsters e marmotas) e carnívoros (lobos, coiotes eraposas). Nas pradarias também são abundantes os insetos.

21. O bioma denominado deserto localiza-se em regiões de poucaumidade. Sua vegetação, constituída por gramíneas e por peque-nos arbustos, é rala e espaçada, ocupando apenas os locais emque a pouca água existente pode se acumular (fendas do soloou debaixo das rochas). As maiores regiões desérticas do globosituam-se na África (deserto do Saara) e na Ásia (deserto deGobi). A fauna predominante no deserto é composta de ani-mais roedores (ratos-cangurus e marmotas), por répteis (serpen-tes e lagartos) e por insetos. Animais e plantas do deserto têmmarcantes adaptações à falta de água. Os cactos, por exemplo,têm espinhos em vez de folhas, o que reduz a área da plantaque perderia água por transpiração. Muitos animais saem dastocas somente à noite, e outros podem passar a vida inteira sembeber água, extraindo-a do alimento que ingerem.

22. A floresta amazônica, denominada hiléia, localiza-se na regiãoNorte do Brasil, ocupando os estados do Acre, Amazonas, Pará,Rondônia, Tocantins, Amapá e Roraima, a parte norte de MatoGrosso e Goiás, além da parte oeste do Maranhão. O clima daregião amazônica reúne condições propícias ao desenvolvimentode um exuberante bioma do tipo floresta pluvial tropical. As pre-cipitações pluviométricas são superiores a 1.800 mm/ano e atemperatura é estável no decorrer do ano, situando-se entre25 °C e 28 °C. A floresta amazônica apresenta diversos estratosou andares formados pelas copas das árvores; o mais alto loca-liza-se, em geral, entre 30 m e 40 m acima do solo. Entre asárvores de grande porte da hiléia amazônica destaca-se a casta-nheira-do-pará, cujo tronco pode atingir até 3 m de diâmetro e50 m de altura. Muitos gêneros de árvores, como Virola ePterocapus, apresentam raízes tabulares que fornecem maiorapoio ao tronco. A árvore mais conhecida da região amazônicaé, sem dúvida, a seringueira (Hevea brasiliensis), que pode atin-gir até 30 m de altura, com tronco de mais de 1 m de diâmetro.É do tronco da seringueira que se extrai o látex, a partir do qualé fabricada a borracha natural. Embora a borracha sintética ve-nha sendo cada vez mais utilizada, a exploração da borrachanatural ainda é muito importante para a economia da regiãoamazônica. A floresta amazônica é rica em plantas epífitas, en-tre as quais se destacam grandes bromeliáceas. Há tambémepífitas da família das aráceas e begoniáceas, cujas raízes aéreaschegam até o solo, constituindo densas cortinas de cipós.

23. O bioma denominado floresta pluvial costeira, ou floresta atlân-tica, situa-se nas montanhas e planícies costeiras, desde o RioGrande do Norte até o Rio Grande do Sul. A floresta atlânticatem árvores com folhas largas (latifoliadas) e perenes (pere-nifólias), como as da floresta amazônica. A altura média do an-dar superior oscila entre 30 m e 35 m, mas a maior densidadeda vegetação é a do andar arbustivo. Há grande diversidade deepífitas, como bromélias e orquídeas. Na Bahia, extensas áreasde florestas costeiras foram totalmente destruídas para dar lu-gar a plantações de cana-de-açúcar, cacau e banana. No sul desseestado, além de serem desmatadas para dar lugar a culturas decana-de-açúcar e banana, as florestas costeiras têm sido explo-radas para extração irregular de palmito. A floresta atlântica éum dos biomas mais devastados pela exploração humana; cal-cula-se que reste apenas 5% das florestas costeiras que haviapor ocasião da chegada dos primeiros colonizadores europeus.

24. O bioma denominado cerrado situa-se nos estados de MinasGerais, Goiás, Tocantins, Mato Grosso, Mato Grosso do Sul e nooeste de São Paulo e Paraná. Há também algumas “ilhas” decerrado na região amazônica. O cerrado é um bioma do tiposavana, com vegetação arbórea esparsa formada por pequenasárvores e arbustos, muitos deles com cascas espessas. O solo,na estação das chuvas, é relativamente rico em gramíneas,que secam na época das secas. As árvores do cerrado geral-mente têm casca grossa e troncos retorcidos; dentre as espécies



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mais comuns estão o ipê (Tabebuia sp.), a peroba-do-campo(Aspidosperma tomentosum) e a caviúna (Dalbergia sp). O climado cerrado é relativamente quente, com temperatura média anualpor volta de 26 °C e índices pluviométricos entre 1.100 mm e2.000 mm por ano, mas sua vegetação parece ser influenciadapelas características do solo.

25. O bioma denominado pampa, ou campo, é um tipo de pradaria.Localiza-se principalmente no norte do Rio Grande do Sul. Ospampas ocupam áreas de planície e caracterizam-se pela predo-minância de gramíneas. Eventualmente podem ser encontradospequenos bosques de arbustos no interior do pampa, mas sãoformações isoladas, que não chegam a quebrar a homogeneidadedo bioma. O índice de chuvas no pampa fica entre 500 mm e1.000 mm anuais. A temperatura varia de acordo com a estação,sendo, no inverno, entre 10 °C e 14 °C e, no verão, entre 20 °C e23 °C. Atualmente, a maior parte da vegetação original do pampafoi destruída para dar lugar a áreas cultiváveis.

26. A caatinga é um bioma que ocupa cerca de 10% do território bra-sileiro, estendendo-se pelos estados do Piauí, Ceará, Rio Grandedo Norte, Paraíba, Pernambuco, Sergipe, Alagoas, Bahia e norte deMinas Gerais. A caatinga tem índices pluviométricos baixos, emtorno de 500 mm a 700 mm anuais. Em certas regiões do Cea-rá, por exemplo, embora a média para os anos ricos em chuvasseja de 1.000 mm, pode chegar a chover apenas 200 mm, nosanos secos. A temperatura situa-se entre 24 °C e 26 °C, varian-do pouco ao longo do ano. Além de suas condições climáticasserem rigorosas, a região das caatingas está submetida a ventosfortes e secos, que contribuem para a aridez da paisagem nosmeses de seca. A vegetação da caatinga é formada por plantascom marcantes adaptações ao clima seco, como folhas transfor-madas em espinhos, cutículas altamente impermeáveis, caulessuculentos etc. Essas adaptações compõem o aspecto caracte-rístico das plantas da caatinga, denominadas xeromórficas. Sãoplantas cactáceas, como Cereus sp. (mandacaru e facheiro) ePilocereus sp. (xiquexique), e também arbustos e árvores baixas,como mimosas, acácias e amburanas (leguminosas) que, em suamaioria, perdem as folhas (caducifólias) na estação das secas,conferindo à região seu aspecto típico, espinhoso e agreste. Entreas poucas espécies da caatinga que não perdem as folhas naépoca da seca destaca-se o juazeiro (Zizyphus joazeiro), umadas plantas mais típicas desse bioma.

27. O bioma denominado floresta de cocais, ou babaçual, localiza-se em certas áreas dos estados do Maranhão, Piauí e Rio Grandedo Norte; sua espécie vegetal mais típica é a palmeira Orbignyamartiana, o babaçu. A região onde ocorre a floresta de cocaistem índice elevado de chuvas, entre 1.500 m e 2.200 mm anuais,e temperatura média anual de 26 °C. Um aspecto interessante éque o solo, na região dos babaçuais, possui um lençol freáticopouco profundo, permanecendo úmido o ano todo. A florestade babaçu tem importância econômica; das sementes da pal-meira extrai-se óleo, e as folhas são utilizadas para a coberturade casas e para a fabricação de utensílios domésticos.

28. Pantanal mato-grossense é uma vasta planície inundável queocupa, em território brasileiro, a parte oeste dos estados do MatoGrosso e do Mato Grosso do Sul, estendendo-se ainda peloParaguai, Bolívia e Argentina. No Pantanal há grande númerode espécies vegetais, a maioria delas também presente em ou-tros biomas brasileiros; poucas espécies são endêmicas, isto é,exclusivas da região. Entre estas destaca-se o carandá, uma es-pécie de palmeira parecida com a carnaúba, que forma bosquesconhecidos como carandazais. Em algumas áreas do rio Paraguaipode-se encontrar a vitória-amazônica, planta típica da florestaamazônica. Em alguns locais mais altos, onde o solo não retémágua da chuva, a vegetação pode apresentar a feição típica dacaatinga, com cactos, barrigudas e gravatás. Nas áreas que sãoinundadas durante as cheias anuais, crescem diferentes tipos degramíneas, além de arbustos e árvores isoladas, formando ex-

tensas pastagens naturais. O bioma do Pantanal é constituídopor uma fauna aquática bem variada, que se beneficia das chei-as periódicas. Além de moluscos e crustáceos, há centenas deespécies de peixes, entre eles o dourado, o pacu, o jaú, o pinta-do, o surubim, os lambaris e as piranhas. Durante as cheias, ospeixes abandonam os leitos dos rios e saem à procura de ali-mento nos campos e nas florestas inundados. No fim da estaçãodas cheias, quando as águas começam a baixar, os peixesretornam aos leitos dos rios, formando gigantescos cardumesque migram para as águas calmas dos brejos e nascentes paradesovar. Esse fenômeno é conhecido como piracema. A faunaaquática do Pantanal garante a existência de mais de 200 espé-cies de aves, entre as quais garças, tuiuiús, colhereiros, cabeças-secas, socós e saracuras. Há também répteis, como o jacaré-do-pantanal e o jacaretinga, que se alimentam de peixes. Entre asserpentes, a espécie mais impressionante é a sucuri, espécie não-venenosa que pode atingir até 10 m de comprimento. Entre osmamíferos destacam-se as capivaras, roedores de grande porteque podem atingir até 70 kg de peso. Há ainda onças-pardas,onças-pintadas, ariranhas, macacos, porcos-do-mato e veados.

29. Os manguezais, ou mangues, são ecossistemas litorâneos comvegetação característica, onde o solo é lodoso e salgado. For-mam-se junto a desembocaduras de rios e em litorais protegi-dos da ação direta do mar, tais como baías de águas paradas oulitorais guarnecidos por diques de areia. Durante a maré cheia,o solo do mangue fica coberto por água salgada. Os manguezaisestendem-se por toda a costa brasileira, com interrupção nasregiões de litoral rochoso. Existem mangues bem desenvolvidosno Pará, Amazonas, Maranhão, Bahia, Rio de Janeiro, São Pauloe Paraná. Os manguezais não se restringem estritamente à orlamarítima; eles podem penetrar vários quilômetros no continen-te, seguindo o curso dos rios cujas águas se misturam com omar durante as marés cheias. Em Belém (PA) e São Luís (MA), avegetação típica de mangue penetra até cerca de 40 km pelointerior. Mangues internos também são encontrados no litoralsul de São Paulo (na região de Cananéia) e no litoral norte doParaná (nas regiões de Ararapira e do Parque Nacional doSuperagüi). Os mangueizais são restritos ao clima tropical e suascaracterísticas se devem predominantemente aos chamados fa-tores edáficos, isto é, relativos ao solo. Este é formado por areiafina e lodo, e apresenta teor variado de sal, dependendo de suaproximidade e contato com a água do mar. Por estar constante-mente alagado, o solo do mangue é pobre em gás oxigênio, oque determina a sobrevivência apenas de bactérias anaeróbiasprodutoras de gás sulfídrico, que conferem a esse bioma umcheiro característico.

30. Uma característica importante que distingue os ecossistemas deágua doce é se a água é parada, como nos lagos, lagoas e char-cos, ou se está em movimento, como nos rios, riachos e cor-redeiras. Lagos, lagoas e charcos geralmente apresentam maiorbiodiversidade que os ecossistemas de águas em movimento.Nas águas paradas, os produtores são organismos fotossin-tetizantes representados tanto por plantas que vivem parcial outotalmente submersas, quanto pelo fitoplâncton ou plânctonfotossintetizante, constituído por uma infinidade de seres mi-croscópicos como algas verdes, cianobactérias e diatomáceas,que flutuam próximo à superfície. O fitoplâncton serve de ali-mento ao zooplâncton, ou plâncton não-fotossintetizante, for-mado por microcrustáceos, protozoários e larvas de diversos or-ganismos. Os habitantes de maior porte dos ecossistemas deáguas paradas são os peixes. Os maiores ecossistemas lacustresdo mundo são o lago Baikal, localizado na Sibéria, e o lagoTanganica, na África. Os ecossistemas de águas em movimentosão pobres em plâncton. Seus habitantes são principalmentealgas fixadas às rochas e também moluscos, insetos e peixes,que dependem de alimento proveniente das margens.



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31. Podem-se distinguir dois grandes domínios marinhos: um relati-vo ao fundo — o domínio bentônico — e outro relativo às mas-sas d’água, o domínio pelágico.

32. A luz consegue penetrar na água do mar até a profundidademáxima de 200 m, estabelecendo o que se denomina zona fótica.Abaixo dos 200 m de profundidade não há luz, e essa regiãoescura é denominada zona afótica. Na metade superior da zonafótica vive o fitoplâncton marinho, formado por algasfotossintetizantes que produzem praticamente todo alimentonecessário à manutenção da vida nos mares. Essa zona tambémé rica em plâncton não-fotossintetizante e em grandes cardu-mes de peixes.

33. A região que se estende dos 200 m até os 2.000 m de profundi-dade é a região batial. Suas águas são frias e pobres em fauna.Os peixes, moluscos e alguns outros animais que aí vivem sãosustentados pela matéria orgânica proveniente da superfície.A região seguinte, que se estende dos 2.000 m aos 6.000 m deprofundidade, é a região abissal. Nela encontram-se apenas umaspoucas espécies, que chamam a atenção por suas característicasexóticas, como peixes bioluminescentes e lulas gigantes. A regiãomais profunda dos oceanos, abaixo de 6.000 m, é conhecida comoregião hadal. Sua fauna é ainda pouco conhecida, constituídaprincipalmente por esponjas e moluscos.

34. Os organismos que habitam os mares podem ser classificadosem três grandes grupos: plâncton, bentos e nécton. O plânctoné constituído de seres flutuantes. O plâncton é subdividido emduas categorias: plâncton fotossintetizante (fitoplâncton) eplâncton não-fotossintetizante (zooplâncton). O plânctonfotossintetizante é representado por algas microscópicas comoas diatomáceas e dinoflagelados. Juntamente com bactériasfotossintetizantes, elas são as principais produtoras das cadeiasalimentares marinhas. O plâncton não-fotossintetizante é repre-sentado por organismos consumidores como os foraminíferos(protozoários), crustáceos, celenterados, larvas de moluscos,equinodermos, anelídeos e peixes. O bentos é constituído deorganismos relacionados ao fundo do mar. Os organismosbentônicos podem ser sésseis, isto é, fixados ao fundo, ou er-rantes, deslocando-se sobre o fundo. Os animais bentônicosgeralmente alimentam-se de cadáveres e detritos orgânicos,embora existam representantes carnívoros que caçam ativamentesuas presas. O bentos séssil é representado por algasmacroscópicas e por animais como celenterados e vermes. Obentos errante, por sua vez, é representado principalmente porcrustáceos (camarões, caranguejos e lagostas), equinodermos(ouriços-do-mar, holotúrias e estrelas-do-mar), e também pormoluscos (caramujos e polvos). O nécton é constituído de orga-nismos que se deslocam ativamente na água e não estão à mer-cê das correntezas, como os seres do plâncton. Fazem partedesse grupo a maioria dos peixes, as baleias, os golfinhos, cer-tos crustáceos (camarões) e alguns moluscos (lulas e sépias). Ospeixes herbívoros e as baleias são os consumidores secundáriosmais importantes da comunidade nectônica. Tubarões, peixes,lulas e outros animais carnívoros estão situados em níveis supe-riores das cadeias alimentares.


QUESTÕES OBJETIVAS

35. a 36. d 37. b 38. c 39. a 40. e

41. d 42. c 43. c 44. b 45. a 46. e

47. d 48. c 49. b 50. a


51. Professor, oriente os alunos a destacar as idéias básicas dos tex-tos nas páginas 360 a 362.

52. a) A biomassa aumenta, pois ocorre aumento da quantidade denutrientes e de matéria orgânica, o que torna as teias alimentaresmais complexas, com um maior número de seres vivos. b) A diver-sidade de espécies aumenta, pois passam a existir novos nichosecológicos, que poderão ser ocupados por espécies diferentes, vin-das de outras regiões. c) O número de nichos ecológicos aumentaao longo dos diferentes estágios de sucessão, em decorrência dasmodificações no microclima, à medida que se estabelecem novosorganismos. d) A dependência do microclima em relação ao climaregional diminui; devido à ação dos organismos, o microclima tor-na-se cada vez mais independente do clima regional.

53. Homeostase significa manutenção de um estado de equilíbriodinâmico, capaz de ajustar-se às flutuações impostas. O termo éválido para uma célula, um organismo ou uma comunidade. Emuma comunidade clímax, a diversidade em espécies propicia gran-de número de interações alimentares, o que significa dizer que háinúmeras possibilidades de as populações se manterem em equi-líbrio. Além disso, a temperatura é mantida constante em virtudedo efeito da cobertura vegetal, o que também impede a lixiviaçãodo solo (lavagem dos nutrientes minerais) pelas chuvas. Há tam-bém reciclagem dos componentes da matéria orgânica, o quepermite a manutenção do equilíbrio da situação estável da co-munidade.

54. Fatores determinantes: latitude, temperaturas médias e extre-mas da região, relevo, regime de chuvas, tipo de solo. Nas re-giões equatoriais, o clima e o alto índice pluviométrico são osprincipais determinantes da comunidade clímax.

CAPÍTULO 18

HUMANIDADE E AMBIENTEGUIA DE ESTUDO

1. O crescimento da população humana e o desenvolvimento in-dustrial e tecnológico, implementados pelo progresso científico,têm exposto o planeta Terra a sérias ameaças: poluição, aumen-to da temperatura global, destruição da camada de ozônio, es-gotamento de recursos naturais, extinção de espécies etc. Feliz-mente, nas últimas duas décadas, muitas pessoas têm percebi-do a necessidade de se empenhar em um uso mais racional dosrecursos naturais, sob o risco de deixar aos nossos descendentesum mundo inabitável.

2. Todas as espécies exploram recursos do ambiente, causando al-gum tipo de “impacto” sobre seus estoques; a espécie humananão é exceção. O grande desafio da humanidade, neste séculoXXI, é modificar o antigo conceito desenvolvimentista de pro-gresso. É necessário refletir sobre o impacto que cada um denós causa sobre o ambiente, em termos dos recursos que utili-zamos e da destinação do lixo que produzimos. Só assim pode-remos suavizar nosso impacto sobre a natureza e garantir umlocal habitável para as gerações futuras.

3. Poluição é a presença concentrada de determinadas substânciasquímicas ou agentes físicos no ambiente, em geral, subprodutosda atividade humana, os poluentes. Estes prejudicam a vida deuma ou mais espécies de organismos de um ambiente.

4. As atividades humanas, principalmente nas sociedades industria-lizadas modernas, geram diversos tipos de poluentes:excrementos, urina, lixo, fumaça e resíduos industriais, gases doescapamento de veículos motorizados etc. Em Londres, no in-verno de 1952, as condições climáticas não permitiram a disper-são dos poluentes liberados pelos automóveis, pelas fábricas epelos sistemas de aquecimento das residências, o que causouefeitos dramáticos: mais de quatro mil pessoas morreram empoucos dias, em decorrência de problemas respiratórios causa-



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dos pelos poluentes que se concentraram na baixa atmosfera.Nos dois meses seguintes, mais oito mil pessoas morreram deenfermidades causadas pela poluição atmosférica.

5. O controle da poluição depende, fundamentalmente, do escla-recimento e da educação da população. Somente uma socieda-de civil amplamente organizada será capaz de exercer uma fis-calização ambiental sistemática, exigindo a criação e principal-mente o cumprimento de leis ecológicas eficientes.

6. As principais fontes geradoras da poluição atmosférica são osmotores de veículos, as indústrias (siderurgias, fábricas de cimen-to e papel, refinarias etc.), a incineração de lixo doméstico e asqueimadas de campos e florestas. Essas liberam anualmente naatmosfera milhões de toneladas de gases tóxicos, como monóxidode carbono, dióxido de enxofre, dióxido de nitrogênio ehidrocarbonetos, além de partículas que ficam em suspensão.

7. Um dos poluentes mais perigosos para os habitantes das gran-des metrópoles é o monóxido de carbono (CO), um gás incolor,inodoro, um pouco mais leve do que o ar e muito tóxico. Essegás é produzido durante a queima incompleta de moléculas or-gânicas e sua maior fonte de emissão são os motores a combus-tão de veículos como automóveis, motocicletas, ônibus, cami-nhões etc. O monóxido de carbono tem a propriedade de secombinar irreversivelmente com a hemoglobina do sangue, inu-tilizando-a para o transporte de gás oxigênio. A exposição pro-longada ao monóxido de carbono pode levar à perda de cons-ciência e à morte; o indivíduo intoxicado por esse gás tem sinto-mas de asfixia, com aumento dos ritmos respiratório e cardíaco.

8. O dióxido de enxofre (SO2), um gás tóxico proveniente da quei-ma industrial de combustíveis como o carvão mineral e o óleodiesel, os quais contêm enxofre como impureza, assim como odióxido de nitrogênio (NO2), também liberado pela atividade in-dustrial, reagem com vapor d’água na atmosfera, formando áci-do sulfúrico e ácido nítrico, respectivamente. Esses compostosdissolvem-se na água das nuvens e precipitam com elas nas cha-madas chuvas ácidas. Em certos países europeus, nos quais aprodução de energia é baseada na queima de carvão e óleodiesel, as chuvas ácidas têm provocado grandes danos à vegeta-ção, além de corroer construções e monumentos.

9. Nas cidades modernas há grande quantidade de partículas emsuspensão no ar, produzidas principalmente pelo desgaste depneus e freios de automóveis. Pastilhas de freio, por exemplo,liberam partículas de amianto, que podem causar doenças pul-monares e câncer. Outras grandes poluidoras são as siderúrgicase as fábricas de cimento, estas últimas responsáveis pela liberaçãode partículas de sílica. A sílica, como o amianto, quando se en-contra na forma de partículas em suspensão no ar, é a causa com-provada de diversas doenças pulmonares, tais como fibroses eenfisemas. A utilização do amianto já é proibida em vários países;no Brasil, onde é utilizado principalmente na fabricação de telas ede caixas d’água, sua proibição vem sendo discutida.

10. Normalmente, as camadas mais baixas da atmosfera são maisquentes, pelo fato de o ar absorver calor da superfície terrestre.Como o ar quente é menos denso, sua tendência é subir, carre-gando consigo os poluentes em suspensão. O ar quente quesobe é substituído por ar frio que desce, o qual, ao se aquecer,volta a subir. Esta corrente ascendente e descendente de ar,denominada convecção, é responsável pela dispersão dospoluentes atmosféricos que são continuamente produzidos emuma cidade. Nos meses de inverno, em conseqüência doresfriamento do solo, a camada de ar mais baixa pode se tornarmais fria do que a imediatamente acima dela: é a chamada in-versão térmica. Com isso a convecção é interrompida e ospoluentes, por deixarem de se dispersar para as camadas maisaltas da atmosfera, aumentam em concentração na camada dear “aprisionada” próxima da superfície. Nessas ocasiões ocorregrande aumento de casos de irritação das mucosas e problemasrespiratórios nos habitantes dos grandes centros urbanos.

11. Parte da radiação solar que chega à Terra é refletida pelas nuvense pela superfície terrestre, e parte é absorvida pela superfície epela atmosfera. Parte dessa energia absorvida é, em seguida,reirradiada na forma de calor (radiação infravermelha), mantendoa superfície terrestre aquecida. Esse fenômeno é denominado efei-to estufa. Os componentes atmosféricos responsáveis pelo efeitoestufa são principalmente vapor d’água, gás carbônico, metano edióxido de nitrogênio. O efeito estufa tem sido importante, desdea origem da vida na Terra, para manter a superfície terrestreaquecida, impedindo a perda rápida de calor para o espaço.

12. Muitos cientistas acreditam que, nos próximos anos, a tempera-tura média na superfície terrestre sofrerá elevação significativadevido ao aumento da concentração de certos gases na atmos-fera, principalmente o gás carbônico (CO2), o metano (CH4) e odióxido de nitrogênio (NO2). A quantidade de gás carbônico,um dos principais causadores do efeito estufa, vem aumentan-do significativamente na atmosfera desde a Revolução Industrial,quando a humanidade começou a empregar a queima de com-bustíveis fósseis (carvão mineral e petróleo) em larga escala paraproduzir energia. Com isso, a concentração de gás carbônico noar passou, nestes últimos 100 anos, de 0,029% para quase0,040% da composição atmosférica, o que corresponde a umaumento da ordem de 38%. Embora sem estimativas precisas,sabe-se que a quantidade de metano (CH4) presente na atmos-fera também vem crescendo. Esse gás resulta da decomposiçãoda matéria orgânica, e sua concentração na atmosfera aumentaproporcionalmente ao crescimento da população. Isso ocorredevido à maior produção de lixo e esgotos e ao aumento dasáreas de terrenos alagados, onde se cultiva arroz e há grandedecomposição de matéria orgânica. Outras fontes emissoras demetano são os rebanhos de gado bovino e caprino. Por seremruminantes, esses animais fermentam o alimento em seus tubosdigestórios, produzindo e eliminando por flatulência quantida-des significativas de gás metano, que se incorpora à atmosfera eacentua o efeito estufa.

13. Alguns cientistas acreditam que, se os gases que provocam oefeito estufa continuarem a se acumular na atmosfera, deve-mos esperar uma elevação de até 4 °C na temperatura médiamundial, nos próximos 50 anos. Um aumento dessa ordem pro-vocaria grandes mudanças no clima da Terra, com efeitos catas-tróficos. Nas regiões tropicais, ocorreriam tempestades torren-ciais; nas regiões temperadas, o clima poderia se tornar maisquente e mais seco; nas regiões polares, parte do gelo poderiaderreter (o que parece já estar acontecendo), com elevação donível dos mares e inundação de cidades litorâneas e planícies.Uma inundação da Amazônia, com submersão da floresta, leva-ria à formação de uma imensa bacia de decomposição, o queproduziria mais metano, acentuando ainda mais o efeito estufa.

14. O Protocolo de Kioto tem sido considerado o mais importantemecanismo para reverter os danos provocados pelo aquecimentoglobal. Neste documento, estão orientações para que os gover-nos possam colaborar, garantindo um planeta saudável para asfuturas gerações. Trata-se de um compromisso acertado, em 1997,na cidade de Kioto, no Japão, em que os países industrializadosreduziriam, até o período entre 2008 e 2012, suas emissões com-binadas de gases de efeito estufa em pelo menos 5% em relaçãoaos níveis de 1990. Com isso se obteria uma reversão da tendên-cia histórica de crescimento das emissões iniciadas nesses paíseshá cerca de 150 anos como resultado da Revolução Industrial.

15. Apesar de a presença de ozônio ser benéfica nas altas camadasatmosféricas, quando se forma em baixa altitude esse gás époluente, causando irritação nos olhos e problemas respiratórios.Nas grandes cidades, os poluentes liberados pelos veículos moto-rizados potencializam a reação de formação de ozônio na atmos-fera junto ao solo. Nos meses de inverno, o problema é agravadopela ocorrência de inversões térmicas, como já foi mencionado.



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16. A forma comum (e antiga) de poluir as águas é o lançamentode dejetos humanos e de animais domésticos nos rios, lagos emares. Por serem constituídos de matéria orgânica, esses dejetosaumentam a quantidade de nutrientes disponíveis no ambien-te, fenômeno denominado eutroficação (do grego eu, bem,bom, e trofos, nutrição). A eutroficação geralmente leva à gran-de multiplicação de bactérias aeróbias (isto é, que utilizam gásoxigênio em sua respiração), o que acaba por consumir rapida-mente todo o gás oxigênio existente na água. Como conse-qüência, a maioria das formas de vida morre, inclusive as pró-prias bactérias.

17. Em alguns casos, a eutroficação pode levar à grande prolifera-ção de dinoflagelados (protistas fotossintetizantes), causando ofenômeno conhecido como maré vermelha, devido à coloraçãoque os dinoflagelados conferem à água. As marés vermelhascausam a morte de milhares de peixes, principalmente porqueos dinoflagelados competem com eles pelo gás oxigênio, alémde liberarem substâncias tóxicas na água.

18. Em determinados ecossistemas, um poluente é absorvido pelosprodutores e consumidores primários, passando para os consu-midores secundários, e assim por diante. Como cada organismode um nível trófico superior geralmente come diversos organis-mos do nível inferior, o poluente tende a se concentrar nos ní-veis tróficos superiores.

19. Uma solução para o problema do lixo é sua reciclagem, isto é,seu reaproveitamento. Entretanto, para que se possa reciclar olixo, é fundamental separar os diversos tipos, processo conheci-do como triagem do lixo. Latas, por exemplo, podem ter seumetal reaproveitado; plásticos e papel podem também serreciclados. A parte orgânica do lixo, uma vez separada, pode serdegradada por microrganismos em tanques chamadosbiodigestores. Com a biodigestão, forma-se o metano (CH4),também chamado gás natural, que pode ser aproveitado comocombustível residencial, industrial ou em veículos motorizados.Os resíduos sólidos da biodigestão podem ser utilizados comofertilizante do solo.

20. A reciclagem é ainda muito cara, sendo mais fácil e barato usarmatéria-prima virgem que matérias recicladas. Nesse cálculo, noentanto, não está sendo levada em conta a degradaçãoambiental, que pode vir a ter um custo altíssimo para as futurasgerações. No futuro, porém, com a escassez das matérias-pri-mas e o avanço das tecnologias de reciclagem, o reaprovei-tamento do lixo deverá ser superior a 50%. É cada vez maisurgente educar a população acerca do problema do lixo. Maiscedo ou mais tarde o poder público e a população terão deconjugar esforços para resolvê-lo não só por meio da reciclagem,mas também por meio da educação e de campanhas para esti-mular as pessoas a desperdiçar menos, produzindo assim menorquantidade de lixo.

21. Ambos os processos interferem em comunidades equilibradas ecoloca em risco toda a intrincada trama de relações, que levoucentenas ou milhares de anos para se estabelecer.

22. Os desmatamentos indiscriminados, além de levar comunidadese espécies à extinção, têm outras graves conseqüências: a ero-são e o empobrecimento do solo. A erosão é causada principal-mente pelas chuvas e pelo vento. Sem a proteção da coberturavegetal, as camadas férteis do solo podem ser carregadas e osminerais podem ser levados pelas chuvas, que se torna pobre eacidentado.

23. A energia hidrelétrica é produzida pela passagem de água porturbinas, que geram energia elétrica. Embora seja uma das for-mas menos poluente de se obter energia, a produção de ener-gia hidrelétrica não deixa de causar impacto negativo sobre oambiente, pois é necessário desviar cursos de rios e alagar regiõespara construir as usinas hidrelétricas, o que pode provocar alte-rações no clima e levar ao desaparecimento comunidades quehabitam a região alagada.

24. A energia nuclear é obtida pelo emprego de substâncias deno-minadas “combustíveis nucleares”, cujos núcleos atômicos sãodesintegrados nos chamados reatores de fissão nuclear, quecompõem as usinas nucleares. Esse tipo de tecnologia para pro-duzir energia tem se mostrado perigoso: diversos acidentes jáocorreram e não se sabe o que fazer com o “lixo radioativo”,extremamente perigoso, produzido pelas usinas nucleares. Es-ses riscos têm levado inúmeros países a deixar de investir nessetipo de alternativa energética.

25. A produção de combustíveis renováveis, como o álcool etílico(etanol), o biodiesel e o gás natural (metano) constituem alter-nativas viáveis para suprir parte da demanda energética. O Brasilfoi o primeiro país a utilizar em larga escala o etanol, obtido dafermentação da cana-de-açúcar, como combustível de auto-móveis; atualmente incentiva-se o uso do biodiesel, extraídoprincipalmente do dendê e da mamona, como substituto dodiesel obtido do petróleo. Uma das alternativas energéticasainda em desenvolvimento é o aproveitamento de energia so-lar, que pode ser transformada em energia elétrica e acumula-da, ou mesmo ser usada diretamente no aquecimento de água.Ainda em fase de estudos, a energia solar e a energia eólica(energia dos ventos) podem ser promissoras em certas regiões,em médio prazo.


QUESTÕES OBJETIVAS

26. d 27. c 28. d 29. a

30. c 31. d 32. c 33. b

34. b 35. d 36. a 37. a


38. A intensificação do efeito estufa é o aquecimento da superfícieterrestre provocado pelo aumento de gases como gás carbônico(CO2) e gás metano (CH4) na atmosfera. O aumento de CO2 naatmosfera deve-se principalmente à queima de combustíveis fós-seis para a produção de energia. Parte desse combustível é quei-mada pelos veículos e outra é consumida nas indústrias. A socie-dade industrial ainda contribui para a queima de combustíveis aoproduzir bens que devem ser transportados para locais distantesdas indústrias. A quantidade de metano, produzido pela decom-posição anaeróbia da matéria orgânica, aumenta proporcionalmen-te ao aumento da população humana, que produz lixo orgânico eesgotos. Outra fonte importante de metano são as plantações dearroz — nos alagados onde esse cereal é cultivado, os restos dematéria orgânica se decompõem gerando metano — cujo aumentotambém está relacionado ao aumento da população humana.

39. A poluição aumenta nos meses de inverno devido ao fenômenode inversão térmica, que impede a dispersão dos poluentes.

40. A oxigenação da água poderia compensar a falta de gás oxigê-nio dissolvido, causada pela atividade dos microrganismos quedegradam matéria orgânica.


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