AULA 01

Introdução a Biologia

A biologia é a ciência da vida (do grego bios, vida e logos, estudo). Debruça-se sobre as características e o comportamento dos organismos, a origem de espécies e indivíduos, e a forma como estes interagem uns com os outros e com o seu ambiente. A biologia abrange um espectro amplo de áreas acadêmicas, às vezes consideradas disciplinas independentes, mas que, no seu conjunto, estudam as mais variadas escalas da vida.

A vida é estudada à escala atômica e molecular pela biologia molecular, pela bioquímica e pela genética molecular; ao nível da célula pela biologia celular; e à escala multicelular pela fisiologia, pela anatomia e pela histologia. A biologia do desenvolvimento estuda a vida ao nível do desenvolvimento ou ontogenia do organismo individual.

Subindo na escala para grupos de mais que um organismo, a genética estuda como funciona a hereditariedade entre progenitores e a sua descendência. A etologia estuda o comportamento dos indivíduos. A genética populacional trabalha ao nível da população, enquanto que a sistemática trabalha com linhagens de muitas espécies. As ligações de indivíduos, populações e espécies entre si e com os seus habitats são estudadas pela ecologia e pela biologia evolutiva

O que é Biologia e sua história 

Biologia é a ciência que estuda os seres vivos e suas manifestações vitais, estuda todos os aspectos ou características dos seres vivos como= composição química, reprodução, evolução, metabolismo, organização celular, movimento e crescimento.

O homem primitivo se preocupava muito em saber como era o funcionamento do seu corpo e do mundo que o cercava. Pesquisou, estudou muito, mas foi Aristóteles (384-322 a.C) o primeiro que escreveu sobre Biologia. Aristóteles chegou a muitas conclusões já que seu maior interesse era a natureza viva. Ele não foi apenas o último grande filósofo grego, foi também o primeiro grande biólogo da Europa.   Foi ele quem formulou o princípio de que todos os organismos estão totalmente adaptados ao meio em que vivem, afirmou que natureza não despende energia sem necessidade, ou seja, ela é parcimoniosa.

A Biologia após a morte de Aristóteles ‘’adormeceu’’. Seus estudos não foram continuados e as pesquisas quase pararam. Tudo recomeçou com o período da Renascença no século XlV. Vários pintores e escultores dessa época pretendiam entender perfeitamente a anatomia humana para poder retratá-la com perfeição em suas obras. Por isso os estudos dessa época referem-se à anatomia humana e animal, junto com a estrutura interna desses organismos. Entre esses pintores destaca-se Leonardo da Vinci. Ele comparando a estrutura interna de animais e do homem, notou a semelhança que há quanto à disposição dos órgãos de diversos mamíferos.

Muitos desses primeiros biólogos também se ocuparam em entender o crescimento das plantas e a proliferação dos animais. Também se ocuparam em classificar os seres vivos. Com o tempo chegaram à conclusão de que os seres podiam ser divididos em dois grupos:

» Botânica= que estuda as plantas» Zoologia= que estuda os animaisLogo, um grande avanço aconteceu na história da humanidade: a invenção e o

desenvolvimento do microscópio. Com ele, a biologia foi impulsionada para um avanço rápido e estonteante, que se estende até aos nossos dias.

A Biologia como pôde observar é um ramo de conhecimento que cresce em um ritmo acelerado. Foi acumulado nos últimos dois séculos muito conhecimento. O acúmulo de tanto conhecimento levou à subdivisão da Biologia em diversas áreas.

Principais subdivisões da Biologia

Atualmente, costumamos dividir a Biologia em áreas de estudo. Os biólogos atuais podem se especializar, e seu campo de investigação pode ser enquadrado em uma das grandes subdivisões da Biologia, que são: 

Morfologia= estuda os seres vivos. È subdividida em:Citologia = estuda a estrutura do componente básico dos seres vivos - a célula. É estudada

morfologicamente (morfológico ou anatomicamente ) e funcionalmente (fisiológico).

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Histologia = estuda a estrutura anatômica ou fisiológica através do microscópio.Anatomia = estuda a estrutura visível a olho nu.Embriologia= estuda a formação e o desenvolvimento dos embriões de plantas e de animais.Taxonomia= procura agrupar os seres vivos de acordo com suas semelhanças.Fisiologia= estuda o funcionamento de células, órgãos, sistemas e tecidos.Genética= estuda a herança através da hereditariedade dos seres vivos e também os

mecanismos de sua transmissão ao longo das gerações.Evolução= estuda a modificação que os seres vivos sofreram no decorrer do tempo e o

porquê que essas modificações ocorreram.Paleontologia= estuda fóssil e impressões deixados pelos seres que habitaram a Terra num

passado remoto.Ecologia= estuda as relações dos seres vivos entre si e com o meio onde habitam.

Origem dos seres vivos

Abiogênese ou geração espontânea: início do século XIX, idéia segundo a qual os seres vivos são criados por geração espontânea, surgindo da matéria inanimada; esta teoria já foi derrubada.Biogênese: teoria aceita atualmente pela ciência. De acordo com esta ideia, todo ser vivo se origina de outro ser vivo pela reprodução.

A origem dos seres vivos em nosso planeta ainda é uma questão polêmica que envolve desde a hipótese criacionista às teorias evolucionistas propostas pelas diferentes linhas de pensamento no campo científico. No entanto, fundamentada na teoria da evolução molecular, acredita-se que a vida tenha surgido a partir da complexidade das combinações entre os elementos químicos, que constituíam o cenário da Terra Primitiva, conforme sugerido pelo biólogo Thomas Huxley (1825 – 1895), retomada posteriormente por John Haldane (1892 – 1964) e aperfeiçoado pelo bioquímico Aleksander Oparin (1894 – 1980). Há mais ou menos 4,6 bilhões de anos, suposta época que o planeta Terra se formou em consequência da condensação (fusão) de partículas oriundas de uma grande explosão no cosmo (Big Bang), estaria a Terra sob fortes condições de pressão e temperatura.

Nesse período não existia uma camada de ozônio (O3) retentora de radiações. Além da radiação ultravioleta, o planeta também era frequentemente bombardeado por asteróides.Segundo eles, ocorriam constantes erupções vulcânicas, emitindo grande quantidade de gases (moléculas): metano – CH4, amônia – NH3, gás hidrogênio – H2 e água H2O, suspensos na atmosfera primitiva. O ambiente era extremamente redutor, consequente da inexistência ou baixa concentração do gás oxigênio (O2). Contudo, os gases formados, submetidos a fortes descargas elétricas, tiveram seus arranjos inorgânicos reordenados. Tais substâncias colaboraram com a gradativa alteração da situação atmosférica e “climática”. A temperatura global foi amenizando a ponto de ocasionar chuvas que precipitavam as substâncias, se concentrando nos mares que se formavam. Nos mares, as moléculas aumentavam em grau de complexidade, surgindo então as substâncias orgânicas, transformando os mares em um imenso caldeirão nutritivo. Eventualmente, as condições da sopa nutritiva que se formou nos mares, deram origem aos coacervados (junção de moléculas complexas circundadas por uma película de água).

Evolutivamente, com o abrandamento da turbulenta situação do planeta, os coacervados (sistemas semi-isolados), tiveram suas reações químicas complementadas, efetivando trocas com o meio externo. Cada vez mais elaborados, os coacervados, provavelmente foram se aperfeiçoando a ponto de adquirir composição lipídica, proteica e até ácido nucleico. Em 1953, através de uma simulação realizada pelo cientista Stanley Miller, experimentalmente reproduzindo em laboratório o ambiente atmosférico da Terra primitiva, obteve como resultado a formação de diversas substâncias orgânicas, entre elas os aminoácidos alanina e glicina.

Formas de vida na terraUma vez comprovada a veracidade da biogênese e a inviabilidade da abiogênese, a ciência

depara-se com um novo problema: se a vida surge de vida preexistente, como e quando apareceu o primeiro ser vivo? Na tentativa de responder a essa questão, surgiram várias hipóteses. A mais aceita atualmente, a hipótese heterotrófica supõe que os primeiros seres vivos eram heterótrofos extremamente simples, que surgiram através da evolução lenta da matéria bruta, nas condições muito especiais da Terra primitiva. Observe que, embora tanto a hipótese heterotrófica quanta a da geração espontânea admitam que a vida pode se originar de matéria bruta, existem diferenças importantes entre uma e outra. A geração espontânea admite a transformação súbita da matéria bruta em vida

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relativamente complexa, a qualquer momento; a hipótese heterotrófica supõe uma evolução lenta da matéria inanimada em vida extremamente simples, sob as condições especiais da Terra primitiva. Mas a aceitação da hipótese heterotrófica requer uma explicação a respeito das fontes alimentares utilizadas pelos primeiros seres vivos, uma vez que os heterotróficos necessitam de alimento pré-fabricado para garantir sua subsistência. Para todas essas explicações, devemos considerar as condições reinantes na Terra Primitiva, antes do aparecimento da vida.

A Terra Primitiva Estima-se que os primeiros seres vivos surgiram na Terra há cerca de 3,5 bilhões de anos e

que o nosso planeta tem aproximadamente 5 bilhões de anos. Portanto, em parte de sua existência a Terra foi despovoada; nesse período teria tido tempo suficiente para se "preparar" para abrigar os primeiros seres vivos. A hipótese heterotrófica considera alguns pontos que são fundamentais na explicação do aparecimento de vida na Terra. Por isso, discorreremos sobre as principais evidências das condições existentes na Terra primitiva: Os gases predominantes na atmosfera da Terra primitiva não eram os mesmo de agora (N2 e O2). Esses gases seriam principalmente a amônia (NH3), o metano (CH4), o hidrogênio (H2) e o vapor da água (H2O). A condensação do vapor de água originava chuvas que caíam sobre a crosta quente. Assim, a água evaporava-se rapidamente e novas condensações originavam novas tempestades, constituindo um ciclo ativo de chuvas, que eram acompanhadas por inúmeras descargas elétricas (raios). A ausência de uma camada de ozônio perfeitamente formada acarretava num verdadeiro "bombardeio" da superfície terrestre por radiações ultraviolta de alta intensidade.

Experimento de Redi Francesco Redi, cientista italiano, foi um dos primeiros biogenistas a questionar a teoria da geração espontânea. Através de suas observações e estudos com cadáveres de animais e a ocorrência de vermes, propôs em 1668, a partir de métodos empíricos simplificados, a hipótese que principiou a queda dos preceitos abiogenistas. Em seu experimento, Redi colocou pedaços de carne em dois frascos abertos, cobrindo um deles com uma fina camada de gaze. Após instantes da preparação, analisou que os dois frascos ficaram rodeados por moscas, mas elas só podiam pousar no pedaço de carne contida no frasco descoberto.

Transcorridos alguns dias, com a matéria orgânica decomposta, notou o surgimento de larvas apenas no frasco aberto, concluindo então que as larvas surgiram do desenvolvimento de ovos colocados pelas moscas, e não da carne em putrefação, dotada de fonte de vida. Mas que a carne somente contribuía com um meio propício para atração de moscas, deposição de ovos e eclosão de larvas.

Com este teste provou que a vida não surge espontaneamente em qualquer circunstância, mas atestando que a vida somente se origina de outro ser vivente.

O experimento de Louis PasteurAdepto da teoria biogênica, Louis Pasteur em 1861, através de um experimento, conseguiu

demonstrar conclusivamente a impossibilidade da geração espontânea da vida (hipótese tão defendida pelos abiogenistas), ou seja, a origem da vida somente é possível a partir da matéria viva, de um ser vivo preexistente.

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No experimento, Pasteur adicionou um caldo nutritivo a um balão de vidro com gargalo alongado. Em seguida aqueceu o gargalo, imprimindo a esse um formato de tubo curvo (pescoço de cisne). Após a modelagem prosseguiu com a fervura do caldo, submetendo-o a uma temperatura até o estado estéril (ausência de micro-organismo), porém permitindo que o caldo tivesse contato com o ar. Depois da fervura, deixando o balão em repouso por muito tempo, percebeu que o líquido permanecia estéril. Isso foi possível devido a dois fatores: O primeiro foi consequente ao empecilho físico, causado pela sinuosidade do gargalo. O segundo ocasionado pela adesão de partículas de impureza e micro-organismos às gotículas de água formadas na superfície interna do gargalo durante a condensação do vapor, emitido pelo aquecimento e resfriado quando em repouso. Depois de alguns dias, ao verificar a não contaminação, Pasteur quebrou o gargalo, expondo o caldo inerte aos micro-organismos suspensos no ar, favorecendo condições adequadas para a proliferação de germes. Esse cientista além de contribuir para o fim do equívoco abiogenista, também desenvolveu, a partir da aplicação do aquecimento e resfriamento simultâneo, a técnica de pasteurização largamente utilizada para conservação dos alimentos.

Em síntese, Louis Pasteur enfatizava a importância de práticas higiênicas como: ferver ou filtrar a água, lavar e armazenar adequadamente os alimentos, evitando a contaminação por bactérias patogênicas.

 Experiências de Miller, Fox e Calvin

Os gases foram introduzidos ao sistema, recebendo descargas elétricas. A mistura era esfriada, com o auxílio de um condensador, se acumulava e era, depois, aquecida, evaporando. Depois, recebia novamente descargas elétricas, seguindo o ciclo. Em 1953, o norte-americano Stannley Lloyd Miller construiu um aparelho contendo metano, amônia, hidrogênio e vapor de água, segundo o modelo de Oparin, que simulava as possíveis condições da Terra primitiva. Essa mistura gasosa foi submetida a descargas elétricas, como forma de simular os raios que deveriam ter ocorrido. Com a presença de um condensador no sistema, o produto era resfriado, se acumulava e depois era aquecido. Esse último processo fazia o líquido evaporar, continuando o ciclo. Após uma semana funcionando, observou-se o acúmulo de substâncias orgânicas de cor castanha numa determinada região do aparelho, entre as quais encontrou vários aminoácidos.

A pesquisa de Miller foi pioneira no sentido de levantar questões acerca da possibilidade da matéria precursora da vida ter se formado espontaneamente, pelo conjunto de condições existentes

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ali. Hoje se sabe que a atmosfera terrestre primitiva continha 80% de gás carbônico, 10% de metano, 5% de monóxido de carbono e 5% de gás nitrogênio. Poucos anos depois (1957), seguindo a mesma linha, o bioquímico estadunidense Sidney Fox aqueceu uma mistura seca de aminoácidos e constatou a presença de moléculas de natureza protéica, constituídas por alguns poucos aminoácidos. O experimento evidenciou que estes poderiam ter se unido através de ligações peptídicas, numa síntese por desidratação.

Melvin Calvin, outro cientista norte-americano, realizou experiências, bombardeando os gases primitivos com radiações altamente energéticas e obteve, entre outros, compostos orgânicos do tipo carboidrato. Todas essas experiências demonstraram a possibilidade da formação de compostos orgânicos antes do surgimento da vida na Terra. Isso favoreceu a hipótese heterotrófica, uma vez que a existência prévia de matéria orgânica é um requisito básico não só para a alimentação dos primeiros heterótrofos, como também para sua própria formação.

ATIVIDADES

1-Sobre as teorias da origem da vida complete:a) A teoria da......................................diz que a vida pode surgir a partir da matéria inanimada de uma forma súbita, ou seja, rápida, surgindo vida relativamente complexa. Pensava-se que os vermes do lixo por exemplo, surgiam por geração espontânea, do “nada”.b)A teoria da.....................................diz que um ser vivo somente se origina a partir de organismos semelhantes, ou seja, a vida se origina somente a partir de outra vida.

2-Louis Pasteur matou todos os possíveis microrganismos do seu caldo nutritivo através da fervura, depois de um tempo nenhum tipo de vida surgir ali, nem fungos, nem vermes, etc. Só foi possível observar vida depois que ele quebrou o gargalo retorcido do frasco, com isso Pasteur concluiu que:

a)a fervura não matou todos os microrganismos do caldo.b)a vida surgiu por geração espontânea (do nada).c)a vida surgiu no caldo através de microrganismos presentes no ar.d)não concluiu nada, pois seu experimento não deu certo.

3-Em relação à origem da vida e suas teorias. Assinale verdadeiro (V) ou falso (F):( ) Até o século XIX, imaginava-se que os seres vivos poderiam surgir não só a partir do cruzamento entre si, mas também a partir da matéria bruta ou inanimada, de uma forma espontânea, essa idéia era conhecida por abiogênese, proposta por Aristóteles.( ) O experimento feito por Francesco Redi com pedaços de carne favoreceu a teoria da abiogênese.( ) Louis Pasteur derrubou a teoria da biogênese.( ) na tentativa de responder como e quando apareceu o primeiro ser vivo, surgiram várias hipóteses, entre elas: panspermia cósmica, hipótese autotrófica e hipótese heterotrófica.( ) em 1954 o cientista norte-americano Stanley L. Miller, construiu um aparelho na tentativa de recriar em laboratório as condições existentes na terra promitiva.

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AULA 02

As células e suas organelas

Características gerais das células

Pode-se classificá-las em células procarióticas e eucarióticas. As primeiras, que incluem bactérias e algas verde-azuladas, são células pequenas, de 1 a 5 µm de diâmetro, e de estrutura simples. O material genético (DNA) não está rodeado por nenhuma membrana que o separe do resto da célula. As células eucarióticas, que formam os demais organismos vivos, são muito maiores (medem entre 10 a 50 µm de comprimento) e têm o material genético envolto por uma membrana que forma um órgão esférico importante chamado de núcleo. Apesar das muitas diferenças de aspecto e função, todas as células estão envolvidas numa membrana — chamada membrana plasmática — que encerra uma substância rica em água, chamada citoplasma. Quase todas as células bacterianas e vegetais estão também encapsuladas numa parede celular grossa e sólida, composta de polissacarídeos, externa à membrana plasmática. Todas as células contêm informação hereditária codificada em moléculas de ácido desoxirribonucléico (DNA); esta informação dirige a atividade da célula e assegura a reprodução e a transmissão dos caracteres à descendência.

Célula Procarionte Célula Eucarionte

CARACTERÍSTICAS CÉLULA EUCARIÓTICA CÉLULA PROCARIÓTICA

Parede celularRígida, constituída por polissacarídeos com aminoácidos.

Apenas nas plantas e fungos, constituída por celulose e quitina respectivamente. Rígida.

Material genéticoPossui núcleo e um ou mais nucléolos.

Em contacto com o citoplasma e sem qualquer invólucro nuclear.

OrganelasVários tipos de organelas membranosas (mitocôndrias, retículo, complexo de Golgi).

Sem organelas membranosas, com muitos ribossomos.

FlagelosEstruturas locomotoras simples apenas ligadas à superfície da célula.

Estruturas locomotoras complexas envoltas na membrana plasmática.

Todos os seres vivos são formados por células. Eles podem ser unicelulares (formados por apenas uma célula) ou pluricelulares (formados por várias células).

Informações sobre a célula animal  A célula é a menor unidade do ser vivo. No corpo humano há diferentes tipos de células, e cada

tipo, desempenha uma função específica visando à manutenção da vida no organismo. Quase todas as células possuem características comuns em relação a sua forma, tais como:

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membrana plasmática, citoplasma e núcleo. Vale lembrar que estas características estão presentes tanto na célula animal quanto na vegetal.

A membrana plasmática é o envoltório da célula, é através dela que a célula ganha sua forma e seleciona as substâncias que entrarão ou sairão de seu interior (tudo que entra ou saí da célula tem que atravessar esta membrana).  O citoplasma é composto por uma parte fluida onde ocorrem muitas reações químicas necessárias à vida da célula, ele engloba tudo o que há na célula desde a membrana plasmática até o núcleo, incluindo as organelas (órgãos das células). 

As organelas presentes no citoplasma de uma célula animal são:

- Lisossomos: atuam na digestão de substâncias orgânicas.- Vacúolos: participam da digestão intracelular.- Retículo endoplasmático liso: tem as funções de fazer a síntese de lipídios, além de transportar e armazenar substâncias.- Retículo endoplasmático rugoso: faz a síntese de proteínas.- Centríolos: atuam no processo de divisão celular além de originar flagelos e cílios.- Complexo de Golgi: executa a secreção celular, além de formar o acrossoma e o lisossomo.- Ribossomos: fazem a síntese de proteínas;- Peroxissomos: processam reações oxidativas, atuando no processo de desintoxicação celular;- Mitocôndrias: realizam a respiração celular.

Núcleo e divisão celular

O núcleo controla as funções das células, ele possui envoltório duplo e poros nucleares que fazem o controle do que se dirige de dentro dele ao citoplasma ou vice-versa. A grande maioria das células do corpo tem apenas um núcleo; contudo, há células que não o possuem (este é caso dos glóbulos vermelhos) e há ainda aquelas que possuem vários (células musculoesqueléticas).

Núcleo: é o órgão mais importante em quase todas as células animais e vegetais; é esférico, mede cerca de 5 µm de diâmetro, e está rodeado por uma membrana dupla. A interação com o citoplasma acontece através de orifícios chamados de poros nucleares. Dentro do núcleo, as moléculas de DNA e proteínas estão organizadas em cromossomos, que costumam aparecer dispostos em pares idênticos. O núcleo controla a síntese de proteínas no citoplasma.

Definição de Divisão Celular A divisão celular é um processo pelo qual a célula (unidades básicas da vida) se reproduze e não só, originando duas ou mais células filhas semelhantes à célula materna ou progenitora. A capacidade de divisão celular é variado em relação ao tipo de célula e a sua função. Todos os organismos uni ou pluricelulares têm a capacidade de se reproduzirem para a manutenção da espécie, logo tudo isso tem um começo, que é a divisão celular que é a perpetuação da vida.

Função da Divisão Celular A divisão celular tem como função (através da sua capacidade metabólica), a manutenção da vida enquanto conseguir (uma célula dá origem a uma outra célula). Através desta divisão as células-filhas terão pelo menos metade ou mesma quantidade de material genético da mãe onde há uma hereditariedade através da reprodução ou divisão celular normal ou tem como função e com fidelidade passar o programa genético de uma geração celular para a geração seguinte (a cromatina da célula mãe, é replicada ou separada recebendo as células filhas uma quantidade do DNA da mãe). Têm como função também a reconstituição celular, crescimento e desenvolvimento de um organismo pluricelular.

Tipos de Divisão Celular

Mitose

A mitose produz células filhas idênticas à célula-mãe. Cada célula filha contém exatamente o mesmo número de cromossomos da célula mãe. Esse processo ocorre durante o crescimento de um indivíduo

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e nos processos de regeneração, constitui também a base de alguns processos de reprodução assexuada, como a bipartição ou cissiparidade e o brotamento.

Fases da divisão celular na mitose

Intérfase - Não pertence ao fenômeno mitótico. Durante a intérfase, as células crescem, o material genético (DNA) se duplica, formam-se novas organelas citoplasmáticas e a célula acumula energia para continuar o processo. Subdivide-se em três fases: G1, S e G2; na fase S ocorre a autoduplicação do DNA. Após a intérfase, se inicia o processo mitótico propriamente dito.

Intérfase

A mitose está dividida em 4 fases:

Prófase - Ou fase anterior (fase da "mobilização" para a ação). Os cromossomos condensam-se, tornando-se visíveis; a carioteca e os nucléolos desintegram-se; os centríolos dividem-se e dirigem-se para os pólos da célula; é formado o fuso de divisão (fibras protéicas).

Prófase

Metáfase - Ou fase do meio, é a fase mais propícia para estudos da morfologia dos cromossomos, onde os cromossomos apresentam o máximo grau de condensação. Os cromossomos, presos às fibras do fuso, migram para o equador do fuso, plano médio da célula. No final da metáfase, os centrômeros se duplicam e se partem longitudinalmente, de modo a deixar livres as cromátides irmãs.

Metáfase

Anáfase - Ou fase de cima. Dois lotes idênticos de cromátides irmãs, agora como novos cromossomos, afastam-se e migram para os pólos, puxados pelos respectivos centrômeros, devido ao enxurtamento das fibras do fuso.

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Anáfase

Telófase - Ou fase do fim. Os dois cromossomos aproximam-se dos pólos e se agregam. Ocorre o inverso à Prófase: os cromossomos descondensam-se (tornando-se invisíveis); os nucléolos reaparecem; duas novas cariotecas são reconstituídas a partir das vesículas do retículo endoplasmático. Terminadas a divisão do núcleo (cariocinese), desaparecem as fibras de fuso, ocorre a distribuição dos organóides e a divisão do citoplasma (citosinese), que isola as duas células filhas. Essas células entram em intérfase e se preparam para uma nova divisão.

Citocinese é a divisão do citoplasma no final da mitose; é centrípeta.

Telófase

Meiose

Divisão Reducional - Produz células-filhas com a metade dos cromossomos da célula-mãe; ocorre na formação de gametas.

Etapas da meiose:

Prófase I - Os cromossomos condensam-se e os homólogos se juntam formando tétrades; a carioteca e os nucléolos se desintegram; os centríolos duplicam e dirigem-se para os pólos da célula; forma-se o

fuso de divisão. Metáfase I - As tétrades se distribuem-se no equador da célula.

Anáfase I - Os cromossomos homólogos separam-se e migram para os pólos da célula.

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Telófase I - O citoplasma se divide e formam-se duas células-filhas com n cromossomos cada uma.

Intercinese - Curto intervalo entre as duas etapas da divisão.

Prófase II - Os centríolos se dividem e formam-se novos fusos de divisão nas duas células-filhas.

Metáfase II - Os cromossomos dispõem-se no equador das células.

Anáfase II - Os centrômeros dividem-se, as cromátides-irmãs se separam migrando para os pólos das células.

Telófase II - O citoplasma se divide e os núcleos reconstituem-se nas quatro células-filhas.

Prófase I

A prófase I é a fase mais longa e nela ocorrem os eventos mais importantes da meiose. Subdividem-se em cinco períodos:

Leptóteno - Os cromossomos condensam-se e tornam-se visíveis. Zigóteno - Os cromossomos homólogos juntam-se aos pares.

Paquíteno - Os cromossomos tornam-se mais curtos e espessos, formando tétrades.

Diplóteno - Os cromossomos homólogos iniciam a separação; podem ser observados os quiasmas, que evidenciam trocas de pedaços entre os homólogos, processo conhecido como permuta ou crossing-over.

Diacinese - Os cromossomos migram para o equador da célula.

A autoduplicação do DNA ocorre na interfase; na prófase I os cromossomos estão duplicados em cromátides-irmãs.

Comparação entre os processos de divisão celular

Mitose Meiose

- Resulta em duas células geneticamente iguais - Resulta em quatro células geneticamente diferentes

- Não há redução do número de cromossomos - Há redução do número de cromossomos

- Não há permuta gênica entre cromossomos homólogos

- Normalmente ocorre permuta gênica entre os cromossomos homólogos

- Ocorre em células somáticas - Ocorre em células germinativas

- A duplicação do DNA antecede apenas uma divisão celular

- A duplicação do DNA antecede duas divisões celulares

- Uma célula produzida por mitose, em geral, pode sofrer nova mitose

- Uma célula produzida por meiose não pode sofrer meiose

- É importante na reprodução assexuada de organismos unicelulares e na regeneração das células somáticas dos multicelulares

- É um processo demorado (podendo, em certos casos, levar anos para se completar)

- Não há redução do número de cromossomos - Há redução do número de cromossomos

É fundamental saber comparar a mitose e a meiose. Algumas doenças resultam de alterações nesses tipos básicos de divisão celular. A síndrome de Down, por exemplo, é provocada por erros na divisão celular que podem ocorrer durante a formação dos gametas ou na divisão do zigoto.

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A mitose ocorre em todas as células somáticas do corpo e, por meio dela, uma célula se divide em duas, geneticamente idênticas à célula inicial. Assim, é importante na regeneração dos tecidos e no crescimento dos organismos multicelulares. Nos unicelulares, permite a reprodução assexuada.  Já a meiose só ocorre em células germinativas, com duas divisões sucessivas. A célula-mãe se divide em duas, que se dividem de novo, originando quatro células filhas com metade dos cromossomos da célula inicial: são os gametas, geneticamente diferentes entre si.

Dessa forma, a meiose tem papel fundamental na reprodução sexuada. E não se esqueça: durante a meiose normalmente há troca de genes entre cromossomos homólogos, o que aumenta a variabilidade gênita da espécie. Vale ainda lembrar que a mitose e a meiose apresentam quatro fases características: prófase, metáfase, anáfase e telófase, com formação de fuso protéico e condensação dos cromossomos. Nos dois casos, a duplicação do DNA antecede as divisões celulares.

ATIVIDADES

1-Em relação às células. Assinale V para verdadeiro e F para falso:( ) a célula animal possui membrana esquelética celulósica ou parede celular, já uma célula vegetal não possui.( ) uma célula procarionte não possui núcleo, o material genético fica solto no citoplasma, e também não possui organelas membranosas.( ) uma célula eucarionte possui núcleo separado do citoplasma por uma membrana nuclear, e também possui muitas organelas membranosas como o Complexo de Golgi e as mitocôndrias.( ) na célula vegetal as organelas responsáveis pela fotossíntese são as mitocôndrias.( ) o microscópio óptico pode aumentar o objeto observado em até 1000 vezes.

2- Uma célula diplóide (2n) de um ser humano tem 46 cromossomos, já uma célula haplóide (n) deverá ter:a) 20 cromossomos.b) 92 cromossomosc) 23 cromossomos.

3- Uma célula com 12 pares de cromossomos sofre MITOSE. Quantas células serão geradas e quantos cromossomos existirão por célula?a) 4 e 12b) 2 e 24c) 2 e 12d) 4 e 24

4- Uma célula com 20 cromossomos sofre MEIOSE. Quantas células serão geradas e quantos cromossomos existirão por célula?a) 2 e 20b) 4 e 20c) 4 e 10

5- Quais células do nosso corpo são geradas por MEIOSE?a) somáticasb) autossomosc) gaméticas

6-Indicar as fases da mitose em que ocorrem os fenômenos abaixo citados:

a) aumento do volume nuclear: b) condensação máxima dos cromossomos:c) divisão dos centrômeros:d) divisão do citoplasma:e) migração polar dos cromossomos:   7-No final da mitose, a reconstituição da carioteca (envoltório nuclear) está mais intimamente relacionada com:

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 a) Retículo endoplasmáticob) Complexo de Golgic) Mitocôndriad) Lisossomoe) Membrana citoplasmática 

AULA 03

Sistemática e Classificação Biológica

Fundamentos da classificação biológica 

A sistemática é a ciência dedicada a inventariar e descrever a biodiversidade e compreender as relações filogenéticas entre os organismos. Inclui a taxonomia (ciência da descoberta, descrição e classificação das espécies e grupo de espécies, com suas normas e princípios) e também a filogênia (relações evolutivas entre os organismos). A sistemática apresenta seus resultados por meio da classificação biológica, que é o sistema que organiza os seres vivos em categorias taxonômicas ou táxons. O sistema de classificação biológica utilizado baseia-se no grau de semelhança entre as características estruturais e anatômicas dos seres vivos, e foi proposto por Carl Von Lineé (Lineu).

Lineu também apresentou um sistema para dar nomes aos seres vivos. O sistema atual identifica cada espécie por dois nomes em latim: o primeiro, em maiúscula, é o gênero, o segundo, em minúscula, é o epíteto específico. Os dois nomes juntos formam o nome da espécie. Os nomes científicos podem vir do nome do cientista que descreveu a espécie, de um nome popular desta, de uma característica que apresente, do lugar onde ocorre, e outros. Por convenção internacional, o nome do gênero e da espécie é impresso em itálico, grifado ou em negrito, o dos outros táxons não. Subespécies têm um nome composto por três palavras. Ex.: Canis familiares, Canis lupus, Felis catus

Nomes científicos de alguns organismos

Nome popular Nome científico

Espécie humana Homo sapiens

Girafa Giraffa camelopardallis

Milho Zea mays

Minhoca Pheretima hawaiiana

Batata-inglesa Solanum tuberosum

Categorias Taxonômicas

De acordo com a classificação vigente as espécies descritas são agrupadas em gêneros. Os gêneros são reunidos, se tiverem algumas características em comum, formando uma família. Famílias, por sua vez, são agrupadas em uma ordem. Ordens são reunidas em uma classe. Classes de seres vivos são reunidas em filos. E os filos são, finalmente, componentes de alguns dos cinco reinos (Monera, Protista, Fungi, Plantae e Animalia).

Espécie Gênero Família Ordem Classe Filo Reino

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Vírus – um grupo sem reino

Vírus são os únicos organismos acelulares da Terra.

Os vírus são seres muito simples e pequenos (medem menos de 0,2 µm), formados basicamente por uma cápsula protéica envolvendo o material genético, que, dependendo do tipo de vírus, pode ser o DNA, RNA ou os dois juntos. A palavra vírus vem do Latim vírus que significa fluído venenoso ou toxina. O termo vírus de computador nasceu por analogia. A palavra vírion ou víron é usada para se referir a uma única partícula viral que estiver fora da célula hospedeira.

Vírus são parasitas obrigatórios do interior celular e isso significa que eles somente se reproduzem pela invasão e possessão do controle da maquinaria de auto-reprodução celular. O termo vírus

geralmente refere-se às partículas que infectam eucariontes (organismos cujas células têm carioteca), enquanto o termo bacteriófago ou fago é utilizado para descrever aqueles que infectam procariontes (domínios bactéria e archaea).

Tipicamente, estas partículas carregam uma pequena quantidade de ácido nucléico (seja DNA ou RNA, ou os dois) sempre envolto por uma cápsula protéica denominada capsídeo. As proteínas que compõe o capsídeo são específicas para cada tipo de vírus. O capsídeo mais o ácido nucléico que ele envolve são denominados nucleocapsídeo. Alguns vírus são formados apenas pelo núcleo capsídeo, outros, no entanto, possuem um envoltório ou envelope externo ao nucleocapsídeo. Esses vírus são denominados vírus encapsulados ou envelopados.

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BacteriófagoIlustração do virus HIV mostrando as proteínas do capsídio responsáveis pela aderência na célula hospedeira

Doenças humanas virais 

No homem, inúmeras doenças são causadas por esses seres acelulares. Praticamente todos os tecidos e órgãos humanos são afetados por alguma infecção viral. Abaixo você encontra as viroses mais frequentes na nossa espécie. Note que a febre amarela e dengue são duas viroses que envolvem a transmissão por insetos (mosquito da espécie Aedes aegypti). Para a primeira, existe vacina. Duas viroses relatadas abaixo, AIDS e condiloma acuminado, são doenças sexualmente trasmissíveis (DSTs).

Algumas das principais viroses que acometem os seres humanos: Resfriado Comum; Caxumba; Raiva; Rubéola; Sarampo; Hepatites; Dengue; Poliomielite; Febre amarela; Varicela ou Catapora; Varíola; Meningite viral; Herpes; Condiloma; AIDS.

 OS CINCO REINOS DOS SERES VIVOS

No passado, todas as coisas vivas compunham duas categorias, as plantas e os animais. Organismos que permaneceram estacionários foram categorizados de acordo com as plantas. Pelo contrário, os animais englobaram todos os seres vivos que tinha a habilidade de se mover. Em um devido tempo, os cientistas descobriram mais organismos vivos que não puderam ser incluídos nas plantas nem nos animais. Esta foi à forma como o sistema de Lineu de classificação taxonômica originou. Vamos discutir em breve a cada um dos cinco reinos dos seres vivos.

REINO MONERA

O reino monera é composto pelas bactérias e cianobactérias (algas azuis). Elas podem viver em diversos locais, como na água, ar, solo, dentro de animais e plantas, ou ainda, como parasitas.

As bactérias

A maioria se seus representantes são heterótrofos (não conseguem produzir seu próprio alimento), mas existem também algumas bactérias autótrofas (produzem sem alimento, via fotossíntese por exemplo). Existem bactérias aeróbias, ou seja, que precisam de oxigênio para viver, as anaeróbias obrigatórias, que não conseguem viver em presença do oxigênio, e as anaeróbias facultativas, que podem viver tanto em ambientes oxigenados ou não.Por serem os seres vivos mais primitivos da Terra, eles também são os que estão em maior número. Por exemplo, em um grama de solo fértil pode haver 2,5 bilhões de bactérias, 400 mil fungos, 50 mil algas e 30 mil protozoários.

Estrutura celular

As bactérias não tem núcleo organizado, elas são procariontes, ou seja, o DNA fica espalhado no citoplasma, não possuem um núcleo verdadeiro . Por isso, o filamento de material genético é fechado (plasmídeo), sem pontas, para que nenhuma enzima comece a digerir o DNA. Possuem uma parede celular bastante rígida.

Para se locomoverem, as bactérias contam com os flagelos, que são pequenos sílios que ficam se mexendo, fazendo a bactéria se mover (igual ao espermatozóide humano, só que muito mais simples). Também podem possuir Fímbrias, que são microfibrilhas protéicas que se estendem da parede celular. Servem para “ancorar” a bactéria. Existem também as fímbrias sexuais, que servem para troca de material genético durante a reprodução e também auxiliam as bactérias patogênicas (parasitas) a se fixarem no hospedeiro.

A cápsula, camada que envolve externamente a bactéria, formada por polissacarídeos, serve para a alimentação (fagocitose), proteção contra desidratação, e também para que o sistema imunológico hospedeiro (no caso das parasitas) não a reconheça.

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Reprodução

A reprodução das bactérias ocorre de forma assexuada, feita por bipartição (divisão binária, ou cissiparidade), onde a célula bacteriana cresce, têm seu material genético duplicado, e então, a célula se divide, dando origem a outra bactéria, geneticamente igual à outra.

A variabilidade genética das bactérias é feita de três formas: conjugação, que consiste em uma bactéria transferir material genético para outra, e vice-versa, através das fímbrias; transdução: é a troca de genes feita através de um vírus, que invade uma célula, incorpora seu material genético, e o transmite para outras células; transformação: as bactérias podem incorporar ao seu DNA fragmentos de materiais genéticos dispersos no ambiente.

A importância das bactérias

As bactérias também têm sua importância no meio ambiente, assim como qualquer ser vivo.

- Decomposição: atuam na reciclagem da matéria, devolvendo ao ambiente moléculas e elementos químicos reutilizáveis por outros seres vivos.- Fermentação: algumas bactérias são utilizadas nas indústrias para produzir iogurte, queijo, etc (derivados do leite)- Indústria farmacêutica: na fabricação de antibióticos e vitaminas- Indústria química: na produção de alcoóis, como metanol, etanol, etc;- Genética: com a alteração de seu DNA, pode-se fazer produtos de interesse dos seres humanos, como insulina- Fixação do Nitrogênio: retiram o nitrogênio do ar e o fixa no solo, servindo de alimentação para as plantas

Algumas doenças causadas por bactérias: Cólera, Meningite meningocócica, Tuberculose, Tétano, Sífilis, Gonorréia.

REINO PROTISTA

Os protozoários são seres unicelulares, mas, diferentemente das bactérias, eles tem carioteca (cariomembrana, são eucariontes). São complexos, com sistema reprodutor, digestivo, de locomoção, produção de energia, etc), por isso, por muitos anos, foram considerados “animais unicelulares”. Eles ainda podem viver em colônias, sozinhos ou parasitando. Podem ser encontrados em água doce, salgada, em terras úmidas ou ainda dentro de outros seres. Seu modo de vida é livre, mas alguns protozoários são parasitas, e podem causar doenças ao homem.

Reprodução

Os representantes do reino protista se reproduzem através de bipartição (conhecida também como cissiparidade ou divisão binária). Como nas bactérias, a célula cresce, têm seu núcleo dividido em dois, através da mitose (reprodução assexuada), e então, o resto da célula se divide, originando duas células genéticamente idênticas. Veja mais detalhes sobre a reprodução no artigo sobre Reprodução e Ciclo de Vida dos Protozoários.

Classificação dos Protistas

Os protozoários podem ser classificados de acordo com seu modo de locomoção:

- Rizópodes: locomoção por pseudópodes, que são pseudo-pés (pés-falsos);- Ciliados: locomoção através de cílios;- Flagelados: locomoção através de flagelos;- Esporozoários (ou apicomplexos): não têm sistema de locomoção;

Rizópodes (Filo Rhizopoda)

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Grupo onde é encontrado a Ameba, que usa muitos pseudópodes para locomoção. Observe na figura:

A ameba é um ótimo exemplo de protozoário. Obtêm alimentos através do processo chamado fagocitose, e digere o alimento nos vacúolos digestivos.

A densidade do seu citoplasma é maior que a da água que o envolve no ambiente, por isso ela tem que periódicamente realizar a osmose, que é fazer o equilíbrio de água dentro do organismo. Para isso, ela utiliza os vacúolos pulsáteis para expulsar a água em excesso. Na realidade, o nome pulsátil é errôneo, pois o que acontece é que o vacúolo se forma cheio de água dentro da célula, se desloca até a membrana celular, e se desfaz lá, jogando a água para fora, e não como se fosse um “coração” batendo frenéticamente.

Ciliados (Filo Ciliophora)

Os ciliados recebem este nome, pois se movem com o auxílio de cílios, que estão em toda a superfície do protozoário. Este tipo aparece geralmente em água doce e salgada, e onde existe matéria vegetal em decomposição. Eles executam também outro tipo de reprodução, chamado de conjugação (sexuada), onde uma célula transmite material genético para outra célula, ocasionando uma variabilidade genética, o que é essencial para qualquer tipo de ser vivo. Depois da conjugação, as células realizam a reprodução assexuada.

Flagelados

Os flagelados são de vida livre e muitos deles são parasitas de humanos, como:

Trichomonas vaginalis – fica alojado no aparelho reprodutor humano, geralmente nas mulheres, na vagina. Provoca muita coceira, ardência e corrimento, a Tricomoníase.

Esporozoários (Apicomplexos)

Giardia lamblia – causa a giardíase, no intestino. os sintomas são náuseas, cólicas, diarréia, etc.

E também: Leishmania brasiliensis (causa a Leishmaniose); Tripanossoma cruzi (Doença de Chagas);

No grupo dos esporozoários encontram-se os protistas que não têm qualquer tipo de sistema de locomoção. Todos eles são parasitas obrigatórios. O nome “Apicomplexos” vêm de uma

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parte do protista, responsável pela perfuração da membrana celular das futuras células hospedeiras. Os mais comuns são do gênero Plasmodium, que causam a Malária, e do gênero Toxoplasma, que causam a toxoplasmose.

Doenças causadas por protozoários: Amebíase ou disenteria amebiana; Giardíase; Doença de Chagas ou tripanossomíase americana; Malária; Leishmaniose tegumentar ou úlcera de Bauru.

REINO FUNGI

Características gerais:• Eucariontes, pluri ou unicelulares • Vida livre ou não • Destitúidos de pigmentos fotossintetizantes • Reprodução normalmente envolve a participação de esporos • Heterótrofos por absorção • Admite-se que tenha se originado das algas • Antigamente eram classificados como plantas talófitas (corpo em forma de talo, sem

diferenciação entre raízes, caules e folhas.• Células com parede celular (igual às bactérias, cianobactérias e as plantas)• Digestão extracorpórea • Reprodução sexuada (produção de gametas)• Reprodução assexuada (esporos)• Fungos pluricelulares (talo é denominado micélio)• Micélio: constituído por um emaranhado de filamentos microscópicos as hifas.

Classificação:

Dois filos:

– Mixomycota (mixomicetos): fungos gelatinosos – Eumycota (eumicetos): incluem três classes:

• Ficomicetos

• Ascomicetos

• Basidiomicetos

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Os quitridiomicetos, constituídos por cerca de 790 espécies, são os prováveis ancestrais dos fungos. Vivem em meio aquático e em solos úmidos próximos a represas, rios e lagos. Vivem da absorção da matéria orgânica que decompõe e, muitas vezes, parasitam algas, protozoários, outros fungos, plantas e animais. Algumas espécies causam considerável prejuízo em plantas de cultivo (alfafa e milho).

Os zigomicetos, com cerca de 1.000 espécies, são fungos profusamente distribuídos pelo ambiente, podendo atuar como decompositores ou como parasitas de animais. Os mais conhecidos é o Rhizobux stolonifer, bolor que cresce em frutas, pães e doces - seu corpo de frutificação é uma penugem branca que lembra filamentos de algodão, recheados de pontos escuros que representam os esporângios.

Os ascomicetos, com cerca de 32.000 espécies, são os que formam estruturas reprodutivas sexuadas, conhecidas como ascos, dentro das quais são produzidos esporos meióticos, os ascósporos. Incluem diversos tipos de bolores, as trufas, as Morchellas, todos filamentos, e as leveduras (Saccharomyces sp.), que são unicelulares.

Os basidiomicetos, com cerca de 22.000 espécies, são os que produzem estruturas reprodutoras sexuadas, denominadas de basídios, produtores de esporos meióticos, os basidiósporos. O grupo inclui cogumelos, orelhas-de-pau, as ferrugens e os carvões, esses dois últimos causadores de doenças em plantas.

Os deuteromicetos, ou fungos conidiais, que já foram conhecidos como fungos imperfeitos, costituem um grupo de fungos que não se enquadra no dos anteriores citados. Em muitos deles, a fase sexuada não é conhecida ou pode ter sido simplesmente perdida ao longo do processo evolutivo. De modo geral, reproduzem-se assexuadamente por meio da produção de conidiósporos. A esse grupo pertencem diversas espécies de Penicillium (entre as quais a que produz penicilina) e Aspergillus (algumas espécies produzem toxinas cancerígenas).

Líquens

Os líquens são associações simbióticas de mutualismo entre fungos e algas. Os fungos que formam liquens são, em sua grande maioria, ascomicetos (98%), sendo o restante, basidiomicetos. As algas envolvidas nesta associação são as clorofíceas e cianobactérias. Os fungos desta associação recebem o nome de micobionte e a alga, fotobionte, pois é o organismo fotossintetizante da associação.A natureza dupla do liquen é facilmente demonstrada através do cultivo separado de seus componentes. Na associação, os fungos tomam formas diferentes daquelas que tinha quando isolados, grande parte do corpo do líquen é formado pelo fungo.

 A microscopia eletrônica mostra as hifas de fungo entrelaçadas com a alga.

Importância dos fungos:• Ação decompositora: permite a reciclagem da matéria • Ação parasitária: causando enfermidades e combatendo

seres daninhos às plantações. Ex: Hemileia vastatrix – causa a ferrugem do café. Metarhizium anisopliae – combate a seres daninhos as plantações. Aspergillus flavus – liberam toxinas (aflatoxinas), possuem ação cancerigena.

• Micoses: doenças causadas por fungos – Sapinho, monilíase ou candidíase: causadas pelo

fungo Candida albicans.– Frieira ou pé-de-atleta: causada pelo fungo Tinea pedis.– Blastomicose sul-americana: micose grave, pode ocasionar a morte por lesões na pele

e em órgãos internos, como os pulmões.– Pitiríase: dermatose caracterizada pela produção de escamas apiteliais que se

esfarelam. • Ação fermentativa – produzindo álcool, bebidas, pães, bolos

– Fungos do gênero Saccharomyces: fabricação de álcool etílico e de bebidas alcoólicas – fermentação alcoólica, convertem açucar em álcool etílico

– Fermento na fabricação de pães, bolos, biscoitos.

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• Fabricação de antibióticos e de queijos – Penicillium notatum : Alexander Fleming extraiu a penicilina.– Penicillium roquefortii e Penicillium camembertii: fabricação dos queijos roquefort e

camembert.• Servindo de alimento ou atuando como veneno e alucinógeno

– Cogumelos como as trufas (genero Tuber), champignons (Agaricus bisporus) – Venenosos: Boletus satanas, Amanita verna, Claviceps purpurea (vive no centeio e

produs LSD-ácido lisérgico) e Amanita muscaria

ATIVIDADES:

1 - No ano de 1500, os portugueses já se referiam ao Brasil como a ''Terra dos Papagaios'', incluindo nessa designação os papagaios, as araras e os periquitos. Essas aves pertencem a uma mesma família da ordem Psittaciformes. Dentre elas, pode-se citar:

Arara-vermelha Ara chloroptera

Arara-canga Ara macau

Arara-canindé Ara ararauna

Papagaio-verdadeiro Amazona aestiva

Papagaio-da-cara-roxa Amazona brasiliensis

Papagaio-chauá Amazona rhodocorytha

Periquito-de-cabeça-azul Aratinga acuticaudata

Periquito-rei Aratinga aurea

Periquito-da-caatinga Aratinga cactorum

O grupo de aves relacionadas compreende: a) 3 espécies e 3 gêneros. b) 9 espécies e 3 gêneros. c) 3 espécies de uma única família. d) 9 espécies de um mesmo gênero.

2 - Segundo as regras de nomenclatura, os nomes das espécies devem ser escritas em latim, grifado ou em tipo itálico, e é obrigatória a presença de no mínimo dois termos, exemplo: Homo sapiens (espécie humana). Sendo assim, a qual gênero e espécie nós pertencemos, respectivamente:

a) Gênero sapiens e espécie Homo sapiensb) Gênero Homo e espécie Homo sapiensc) Gênero Homo e espécie sapiens

3 - (Falso ou Verdadeiro) Os seres vivos estão agrupados em 5 reinos conforme suas características. Tendo em vista os critérios de classificação, verifica-se que eles são baseados no(a):( ) Tipo de organização celular. (eucarionte ou procarionte).( ) Presença de células ou não (celular ou acelular).( ) Tipo de nutrição (autótrofo ou heterótrofo).( ) Divisão celular (meiose ou mitose).( ) Número de células (unicelular ou pluricelular).

4 - Por que os vírus não estão incluídos dentro dos 5 grandes reinos?_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

5 - Marque um (X) somente no que se refere às características dos vírus.( ) Parasitas intracelulares obrigatórios ( ) São procariontes unicelulares

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( ) Basicamente constituídos de proteína e material genético (DNA ou RNA) ( ) Não apresentam metabolismo próprio( ) São considerados células

6 - Tendo em vista o Reino Monera. Marque um (X) a(s) alternativa(s) correta(s): ( ) Possui material genético envolto por membrana.( ) Fazem a digestão da celulose nos ruminantes.( ) Entre as doenças bacterianas não existem DSTs( ) São unicelulares e procariontes.

7-Explique como é a digestão de um fungo?_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

AULA 04

Reino Plantae e Reino Animalia

Resumidamente o reino Plantae é dividido em:

• Algas pluricelulares: vivem em ambientes aquáticos (marinhas ou dulcícolas), avasculares, não produzem sementes, flores e frutos.

• Briófitas: vivem em ambientes úmidos, avasculares, não produzem sementes, flores e frutos, dependem da água para a fecundação.

• Pteridófitas: vasculares, não produzem sementes, flores e frutos, dependem da água para a fecundação.

• Gimnospermas: vasculares, produzem sementes, mas não produzem flores e nem frutos, não dependem mais da água para a fecundação.

• Angiospermas: vasculares, produzem sementes, frutos e flores, também não dependem da água para a fecundação.

As plantas são seres pluricelulares e eucariontes. Nesses aspectos elas são semelhantes aos animais e a muitos tipos de fungos; entretanto, têm uma característica que as distingue desses seres - são autotróficas. Como já vimos, seres autotróficos são aqueles que produzem o próprio alimento pelo processo da fotossíntese.

Briófitas - Plantas sem vasos condutores 

Essa divisão compreende vegetais terrestres com morfologia bastante simples, conhecidos popularmente como "musgos" ou "hepáticas". Não possuem vasos condutores de seiva, por isso são pequenas.

São organismos eucariontes, pluricelulares, onde apenas os elementos reprodutivos são unicelulares, enquadrando-se no Reino Plantae, como todos os demais grupos de plantas terrestres.

Não possuem sementes, flores e nem frutos.

Reprodução

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Nos musgos e em todas as briófitas, a metagênese envolve a alternância de duas gerações diferentes na forma e no tamanho. Os gametófitos, verdes, são de sexos separados e duram mais que os esporófitos. Existem órgãos especializados na produção de gametas chamados gametângios e que ficam localizados  no ápice dos gametófitos. O gametângio masculino é o anterídio e seus gametas, os anterozóides. O gametângio feminino é o arquegônio que produz apenas um gameta feminino, a oosfera.

Para ocorrer o encontro dos gametas é preciso, inicialmente, que os anterozóides saiam dos anterídios. Dependem da água para a reprodução, então, gotículas de água do ambiente que caem nos anterídios libertam os gametas masculinos. Deslocando-se na água, os anterozóides entram no arquegônio e apenas um deles fecunda a oosfera. Forma-se o zigoto que, dividindo-se inúmeras vezes, origina o embrião. Este, no interior do arquegônio, cresce e forma o esporófito.

O jovem esporófito, no seu crescimento, rompe o arquegônio e carrega em sua ponta dilatada um pedaço rompido do arquegônio, em forma de "boné", conhecido como caliptra. Já como adulto, o esporófito, apoiado no gametófito feminino, é formado por uma haste e, na ponta, uma cápsula (que é um esporângio) dilatada, dotada de uma tampa, coberta pela caliptra.

No esporângio células 2n sofrem meiose e originam esporos haplóides. Para serem liberados, é preciso inicialmente que a caliptra seque e caia. A seguir, cai a tampa do esporângio. Em tempo seco e, preferencialmente, com vento os esporos são liberados e dispersam-se. Caindo em locais úmidos, cada esporo germina e origina um filamento semelhante a uma alga, o protonema. Do protonema, brotam alguns musgos, todos idênticos geneticamente e do mesmo sexo. Outro protonema, formado a partir de outro esporo, originará gametófitos do outro sexo e, assim, completa-se o ciclo. Note que a determinação do sexo ocorre, então, já na formação dos esporos.

Exemplos de Briófitas - Hepáticas e Musgos

 

Pteridófitas – surgem vasos condutores de seiva

Samambaias, avencas, xaxins e cavalinhas são alguns dos exemplos mais conhecidos de plantas do grupo das pateridófitas. A palavra pteridófita vem do grego pteridon, que significa 'feto'; mais phyton, 'planta'. Observe como as folhas em brotamento apresentam uma forma que lembra a posição de um feto humano no útero materno. Atualmente, a importância das pteridófitas para o interesse humano restringe-se, principalmente, ao seu valor ornamental. É comum casas e jardins serem

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embelezados com samambaias e avencas, entre outros exemplos.Ao longo da história evolutiva da Terra, as pteridófitas foram os primeiros vegetais a apresentar um sistema de vasos condutores de nutrientes. Isso possibilitou um transporte mais rápido de água pelo corpo vegetal e favoreceu o surgimento de plantas de porte elevado. Além disso, os vasos condutores representam uma das aquisições que contribuíram para a adaptação dessas plantas a ambientes terrestres.O corpo das pteridófitas possui raiz, caule e folha. O caule das atuais pteridófitas é em geral subterrâneo, com desenvolvimento horizontal. Mas, em algumas pteridófitas, como os xaxins, o caule é aéreo. Em geral, cada folha dessas plantas divide-se em muitas partes menores chamadas folíolos. A maioria das pteridófitas é terrestre e, como as briófitas, vive preferencialmente em locais úmidos e sombreados.

Também não possuem flores, frutos e sementes.

Reprodução das pteridófitas

Da mesma maneira que as briófitas, as pteridófitas se reproduzem num ciclo que apresenta uma fase sexuada e outra assexuada. Para descrever a reprodução nas pteridófitas, vamos tomar como exemplo uma samambaias comumente cultivada (Polypodium vulgare).

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Avenca SamambaiaSoros na folha de samambaia

Cavalinha

Xaxim

A samambaia é uma planta assexuada produtora de esporos. Por isso, ela representa a fase chamada esporófito.

Em certas épocas, na superfície inferior das folhas das samambaias formam-se pontinhos escuros chamados soros. O surgimento dos soros indica que a samambaias está em época de reprodução - em cada soro são produzidos inúmeros esporos. Quando os esporos amadurecem, os soros se abrem. Então os esporos caem no solo úmido; cada esporo pode germinar e originar um prótalo, aquela plantinha em forma de coração mostrada no esquema. O prótalo é uma planta sexuada, produtora de gametas; por isso, ele representa a fase chamada de gametófito.

Gimnospermas – sementes nuas

 As gimnospermas (do grego Gymnos: 'nu'; e sperma: 'semente') são plantas terrestres que vivem, preferencialmente, em ambientes de clima frio ou temperado. Nesse grupo incluem-se plantas como pinheiros, as sequóias e os ciprestes.

As gimnospermas possuem raízes, caule e folhas. Possuem também ramos reprodutivos com folhas modificadas chamadas estróbilos. Em muitas gimnospermas, como os pinheiros e as sequóias, os estróbilos são bem desenvolvidos e conhecidos como cones - o que lhes confere a classificação no grupo das coníferas.

Florestas de coníferas de regiões temperadas são ricas em árvores do grupo das gimnospermas. No Brasil, destaca-se a Mata de Araucárias do Sul do país.

Há produção de sementes: elas se originam nos estróbilos femininos. No entanto, as gimnospermas não produzem frutos. Suas sementes

são "nuas", ou seja, não ficam encerradas em frutos.

 

Reprodução das gimnospermas

Vamos usar o pinheiro-do-paraná (Araucária angustifólia) como modelo

para explicar a reprodução das gimnospermas. Nessa planta os sexos são separados: a que possui estróbilos masculinos não possuem estróbilos femininos e vice-versa. Em outras gimnospermas, os dois tipos de estróbilos podem ocorrer numa mesma planta.

Existem dois tipos de estróbilos, um grande e outro pequeno e, como consequência, há dois tipos de esporângios e de esporos. Nos estróbiolos maiores, considerados femininos,  cada esporângio, chamado de óvulo, produz por meiose um megásporo (ou macrósporo). O megásporo fica retido no esporângio, não é liberado, como ocorre com os esporos das pteridófitas. Desenvolvendo-se no interior do óvulo o megásporo origina um gametófito feminino.  Nesse gametófito surge arquegônios e, no interior de cada um deles, diferencia-se uma oosfera (que e o gameta feminino). Nos estróbilos menores, considerados masculinos, cada esporângio - também chamado de saco polínico - produz por meiose,

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Araucária angustifólia Cyca

Pinus

numerosos micrósporos. Desenvolvendo-se no interior do saco polínico, cada micrósporo origina um gametófito masculino, também chamado de grão de pólen (ou gametófito masculino jovem). A ruptura dos sacos polínicos libera inúmeros grãos de pólen, leves, dotados de duas expansões laterais, aladas. Carregados pelo vento, podem atingir os óvulos que se encontram nos estróbilos femininos. O processo de transporte de grão de pólen (não se esqueça que eles representam os gametófitos masculinos) constitui a polinização, que, nesse caso, ocorre pelo vento.

Cada grão de pólen, aderido a uma abertura existente no óvulo, inicia um processo de crescimento que culmina com a formação de um tubo polínico, correspondente a um grão de pólen adulto (gametófito masculino adulto). No interior do tubo polínico existe dois núcleos gaméticos haplóides, correspondentes aos anterozóides das pteridófitas. Apenas um dos núcleos gaméticos fecunda a oosfera, gerando o zigoto (o outro núcleo gamético degenera). Dividindo-se repetidamente por mitose, o zigoto acaba originando um embrião, que mergulha no tecido materno correspondente ao gametófito feminino.

Após a ocorrência da fecundação e da formação do embrião, o óvulo converte-se em semente, que é uma estrutura com três componentes: uma casa (também chamada de integumento), um embrião e um tecido materno haplóide, que passa a ser denominado de endosperma (ou endosperma primário), por acumular substâncias de reserva que serão utilizadas pelo embrião durante a sua germinação. A dispersão das sementes, em condições naturais, pode ocorrer pelo vento, no caso do pinheiro comum, ou com ajuda de animais (gralhas-azuis ou esquilos) como acontece com os pinhões do pinheiro-do-paraná.

Portanto, ao comparar gimnospermas coníferas com as pteridófitas, as seguintes novidades podem ser citadas: estróbilos produtores de óvulos (que, depois, serão convertidos em sementes), estróbilos produtores de grãos de pólen, polinização, diferenciação do grão de pólen em tubo polínico e, por fim, a fecundação independente da água ambiental (esse tipo de fecundação é conhecido por sifogamia). Perceba que as árvores coníferas representam a geração duradoura, o esporófito, sendo os gametófitos reduzidos e pouco duradouros.

Angiospermas-plantas com flores, frutos e sementes

 Atualmente são conhecidas cerca de 350 mil espécies de plantas - desse total, mais de 250 mil são angiospermas. A palavra angiosperma vem do grego angeios, que significa 'bolsa', e sperma, 'semente'. Essas plantas representam o grupo mais variado em número de espécies entre os componentes do reino Plantae ou Metaphyta.

Características principais das angiospermas

 Cada flor, que aparece periodicamente nos galhos, é um sistema de reprodução e é formado pela reunião de folhas modificadas presas ao receptáculo floral, que possui formato de um disco achatado Por sua vez o receptáculo floral fica no topo do pedúnculo floral, que é o "cabinho" da flor. No receptáculo há uma série de círculos concêntricos nos quais estão inseridas as peças florais. De fora para dentro, são quatro os tipos de folhas modificadas constituintes da flor: sépalas, pétalas, estames e carpelos.As sépalas são as mais externa, geralmente de cor verde, e exercem a função de proteção do botão floral, fase em que a flor ainda não se abriu. O conjunto de sépalas é chamado  de cálice. As pétalas vêm a seguir. São brancas ou coloridas e formam a corola (nome derivado de coroa), com função de atrair os chamados agentes polinizadores, muitas vezes insetos. O alimento que esses insetos procuram é uma solução açucarada, o néctar, produzido por glândulas de modo geral existentes na base das pétalas.Os estames ficam dispostos mais internamente no receptáculo. Cada estame possui aspecto de um palito, com uma haste, o filete, sustentando uma porção dilatada, a antera. O conjunto de estames forma o androceu, considerado o componente masculino da flor. Na antera são produzidos os grãos de pólen.O carpelo ocupa o centro do receptáculo floral. É longo notando-se no seu ápice uma ligeira dilatação, o estigma, continuando com um curto estilete, vindo a seguir o ovário. No interior do ovário, existem os óvulos. O carpelo solitário é componente do gineceu, a parte feminina da flor.

    

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Órgãos reprodutores da flor

Androceu - Estames e pólen

Estames são folhas alongadas que durante a evolução dobraram-se sobre si mesmas, diferenciando-se em duas regiões: o filete, porção delgada e alongada que suporta a antera, que por sua vez protege bolsas produtoras de grãos de pólen, conhecidas como sacos polínicos.

Formação do grão de pólen

Os grãos de pólen formam-se nos sacos polínicos da antera. Os sacos polínicos estão envolvidos por um tecido denominado tapetum, que também nutre as células. São quatro sacos polínicos, cada dois em uma teca. Quando a antera se torna adulta os sacos polínicos se rompem liberando os grãos de pólen.

Estrutura do grão de pólen

Os grãos de pólen são formados por células haplóides com dois núcleos: um vegetativo com função de formar o tubo polínico e outro reprodutivo com função de fecundar o óvulo.

 

 

 Gineceu - Carpelo e ovário

O carpelo ou pistílo é uma folha modificada que durante a evolução dobrou-se sobre si mesma, diferenciando-se em três regiões:

ovário, região dilatada que protege os óvulos; estigma, a porção superior, é a receptora de grãos de pólen;

estilete, a peça intermediária que liga o estigma ao ovário.

 Reprodução Sexuada nas Angiospermas

A reprodução sexuada, neste grupo, incluiu os seguintes fenômenos: esporogênese, gametogênese, polinização, fecundação e desenvolvimento da semente e do fruto.

Polinização

É o processo de liberação do pólen da parte masculina onde foi formado, transporte e deposição sobre uma superfície estigmática receptora. Em condições favoráveis e compatíveis este pólen irá germinar, iniciando a formação do tubo polínico (fase gametofítica) e posteriormente a fecundação.

Pode ser realizada por um agente abiótico ou biótico que associados aos aspectos morfológicos da flor determinam as chamadas síndromes florais. A anemofilia e a hidrofilia são síndromes abióticas.

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Na polinização biótica, as plantas desenvolveram estruturas ou elementos atrativos aos diferentes tipos de animais, que estimulam a alimentação, a atividade sexual ou ainda a criação de ninhos onde novos indivíduos de desenvolverão. Dentre estes elementos, podemos citar, cores (atrativo visual), odor, pólen, néctar, óleo, resina, etc. Os insetos desenvolveram grande interação com as plantas, sendo a entomifilia a principal síndrome biótica. Os animais vertebrados também participam deste processo, a ornitofilia (aves) e a quiropterofilia (morcegos), são exemplos.

Esporogênese e Gametogênese

A partir das Pteridófitas a fase esporofítica no ciclo de vida das plantas, passa a ser a dominante ou duradoura, representada pelo indivíduo em si. Nas angiospermas, a produção das flores representa o estado final na maturação do esporófito.

Durante o processo de microsporogênese, dá-se no interior das anteras, isto é, nos sacos polínicos (microsporângios), a formação dos grãos de pólen ou micrósporos, a partir de divisões meióticas dos

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As esponjas são animais sem simetria ou com simetria radiada, diploblásticos, acelomados e sem cavidade digestiva. Todas as esponjas são fixas na fase adulta e coloniais, vivendo em meio aquático (água doce ou salgada), geralmente da linha da maré baixa até profundidades que atingem os 5500 metros. Crescem sempre aderidas a substratos imersos, como madeira, conchas, rochas, etc. Muitas apresentam um aspecto quase vegetal (tendo sido consideradas plantas durante muitos séculos), embora possam ser brilhantemente coloridas. 

A simplicidade da estrutura das esponjas é tal que, se forem trituradas e passadas por uma peneira, de modo a separar as suas células, estas poderão reagrupar-se e formar novamente uma esponja, em tudo semelhante á original. As células do corpo das esponjas apresentam mesmo um certo grau de independência, sem coordenação por células nervosas. 

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Não apresentam, portanto, tecidos verdadeiros, nem sistemas de órgãos. Outro aspecto intrigante da biologia das esponjas é o fato de serem os únicos animais cuja abertura principal do corpo é exalante. No entanto, a maioria das esponjas reage ao toque, especialmente em volta da sua abertura principal, embora os estímulos sejam conduzidos lentamente, provavelmente célula a célula. As esponjas são organismos imóveis, mas capazes de movimentar a água em seu redor. As partículas alimentares em suspensão penetram no corpo da esponja através de poros microscópicos – poros inalantes - na sua parede lateral e a água filtrada é retirada através de uma abertura maior – ósculo – na zona oposta á base. Em certas espécies, o ósculo pode ser lentamente fechado. O ósculo encontra-se quase sempre acima do resto do corpo do animal, uma adaptação importante, pois evita a recirculação de água á qual já foram retirados alimento e oxigênio e adicionados resíduos.

A parede do corpo das esponjas delimita uma cavidade central, o átrio ou espongiocélio. Em certas esponjas mais complexas não existe apenas uma cavidade central, mas um labirinto de canais e câmaras cobertas de células flageladas – câmaras vibráteis. A respiração e a excreção são feitas diretamente por difusão com o meio aquático, pelo que as esponjas não suportam águas estagnadas. 

Filo Coelenterata• Surge a cavidade digestória • Diblásticos, simetria radial• Reprodução: sexuada ou assexuada: brotamento.

O filo Cnidária (cnidários) está representado pelas hidras, medusas ou água-vivas, corais e anêmonas-do-mar. Os cnidários são os primeiros animais a apresentarem uma cavidade digestiva no corpo, fato que gerou o nome celenterado, destacando a importância evolutiva dessa estrutura, que foi mantida nos demais animais. A presença de uma cavidade digestiva permitiu aos animais ingerirem porções maiores de alimento, pois nela o alimento pode ser digerido e reduzido a pedaços menores, antes de ser absorvido pelas células. Com base no aspecto externo do corpo, os cnidários apresentam simetria radial. Eles são os primeiros animais na escala evolutiva a apresentarem tecidos verdadeiros, embora ainda não cheguem a formar órgãos. No filo cnidária existem basicamente dois tipos morfológicos de indivíduos: as medusas, que são natantes e os pólipos, que são sésseis. Eles podem formar colônias, como é o caso dos corais (colônias sésseis) e das caravelas (colônias flutuantes).

Os pólipos e as medusas, formas aparentemente muito diferentes entre si, possuem muitas características em comum e que definem o filo, como veremos.Nos cnidários existe um tipo especial de célula denominada cnidócito, que apesar de ocorrer ao longo de toda a superfície do animal, aparece em maior quantidade nos tentáculos. Ao ser tocado o cnidócito lança o nematocisto, estrutura penetrante que possui um longo filamento através do qual o líquido urticante contido em seu interior é eliminado. Esse líquido pode provocar sérias queimaduras no homem. Essas células participam da defesa dos cnidários contra predadores e também da captura de presas. Valendo-se das substâncias produzidas pelos cnidócitos, eles conseguem paralisar imediatamente os pequenos animais capturados por seus tentáculos.

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Foi a presença do cnidócito que deu o nemo ao filo Cnidaria (que têm cnida = urtiga)

Filo Platyhelminthes: Vermes achatados

As pessoas costumam reagir com alguma repugnância ao ouvirem a palavra "vermes". A impressão que se têm é de algo viscoso, rastejante e perigoso à saúde. A palavra verminose, aplicada as doenças causadas por alguns desses animais, contribui para essa noção. Realmente, alguns vermes são causadores de doenças, principalmente em populações que vivem em condições de saúde precárias. No entanto, há numerosos vermes que são totalmente inofensivos e de aparência não-repugnante.Três são os filos de animais que mais frequentemente são reconhecidos como vermes: Platyhelminthes, Nematoda e Annelida.   Os platelmintos são vermes de corpo achatado dorso-ventralmente (platy= chato; helminto= verme), com simetria bilateral (aparece pela primeira vez na escala evolutiva). Existem aproximadamente 20 mil espécies descritas de platelmintos. Podem ser parasitas ou de vida livre, estes podendo ocorrer nos mares, água doce ou em ambientes terrestres úmidos. Como parasitas de seres humanos podemos citar a tênia e o Schistosoma mansoni, causador da esquistossomose. Outros animais também podem ser parasitados como o boi, o porco, os cachorros, gatos, etc. O corpo pode ou não possuir uma segmentação. A maioria das espécies são monóicas.

• Achatados dorsiveltralmente• Podem ter vida livre e são encontrados na água doce, salgada ou em terra úmida• Muitos são parasitas • Destituídos de sistema respiratório e cardiovascular

Características gerais:

• São os primeiros a apresentar simetria bilateral• Exibem maior poder de movimentação

• Melhor exploração dos recursos disponíveis

• Cefalização: concentração de estruturas sensoriais na cabeça

• Sao triblásticos, o embrião produz ectoderme, endoderme e mesoderme

• Acelomados

• Sistema digestório incompleto, não possuem ânus

• Excreção por células ciliadas – as células-flama

• Existem espécies monóicas: um único organismo apresenta as dois sexos (Taenia solium)

• Dióicas: sexos separados (Schistosoma mansoni)

Classificação dos Platelmintos:

• Classe Turbellaria (turbelários) – Ex: Dugesa tigrina (planária)29

• Classe Trematoda (trematóides) – Ex: Fasciola hepatica e Shistosoma mansoni

• Classe Cestoidea (cestódeos) – Ex: Taenia solium e Taenia saginata

Principais platelmintos parasitas do ser humano:

Schistosoma mansoni

• causa esquistossome ou barriga-d’água • macho possui um canal – canal ginecóforo

• Os adultos hospedam-se no interior dos vasos do sistema porta-hepático da vítima (que ligam o intestino ao fígado)

• Hemorragias e inflamações no intestino, no fígado, no baço, etc.

• Extravasamento excessivo de plasma sanguíneos para a cavidade abdominal

• Fígado aumenta de volume

 

       

Taenia solium e Taenia saginata

• Solitárias, causam a teníase e cisticercose

Taenia solium Taenia saginata

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A teníase é uma doença causada pela forma adulta das tênias, Taenia solium, do porco e Taenia saginata, do boi). Muitas vezes, o paciente nem sabe que convive com o parasita em seu intestino delgado. As tênias também são chamadas de "solitárias", porque, na maioria dos caso, o portador traz apenas um verme adulto.São altamente competitivas pelo habitat e, sendo hermafroditas com estruturas fisiológicas para autofecundação, não necessitam de parceiros para a cópula e postura de ovos. O homem portador da verminose apresenta a tênia no estado adulto de seu intestino, sendo, portanto, o hospedeiro definitivo. Os últimos anéis ou proglótides são hermafroditas e aptos à fecundação. Geralmente, os espermatozóides de um anel fecundam os óvulos de outro segmento, no mesmo animal. A quantidade de ovos produzidos é muito grande (30 a 80 mil em cada proglote), sendo uma garantia para a perpetuação e propagação da espécie. Os anéis grávidos se desprendem periodicamente e caem com as fezes.

O hospedeiro intermediário é o porco, animal que, por ser coprófago (que se alimenta de fezes), ingere os proglótides grávidos ou os ovos que foram liberados no meio. Dentro do intestino do animal, os embriões deixam a proteção dos ovos e, por meio de seis ganchos, perfuram a mucosa intestinal. Pela circulação sangüínea, alcançam os músculos e o fígado do porco, transformando-se em larvas denominadas cisticercos, que apresentam o escólex invaginado numa vesícula. Quando o homem se alimenta de carne suína crua ou mal cozida contendo estes cisticercos, as vesículas são digeridas, liberando o escólex que se everte e fixa-se nas paredes intestinais através dos ganchos e ventosas. O homem com tais características desenvolve a teníase, isto é, está com o helminte no estado adulto, e é o seu hospedeiro definitivo. Os cisticercos apresentam-se semelhantes a pérolas esbranquiçadas, com diâmetros variáveis, normalmente do tamanho de uma ervilha. Na linguagem popular, são chamados de "pipoquinhas" ou "canjiquinhas".

Filo Nematoda: vermes em forma de fio

Os nematódeos ou nemátodos (Nemathelminthes) (também chamados de vermes cilíndricos) são considerados o grupo de metazoários mais abundante na biosfera, com estimativa de constituírem até 80% de todos os metazoários com mais de 20.000 espécies já descritas, de um número estimado em mais de 1 milhão de espécies atuais, que incluem muitas formas parasitas de plantas e animais. Apenas os Arthropoda apresentam maior diversidade. O nome vem da palavra grega nema, que significa fio.Os nematódeos conquistaram com sucesso os habitats marinho, de água doce e terrestre. Embora a maioria seja de vida livre, há muitos representantes parasitas de praticamente todos os tipos de plantas e animais. Seu tamanho é muito variável, indo de aproximadamente 1

mm até cerca de oito metros de comprimento.

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ReproduçãoSão animais dióicos, em sua grande maioria, possuem sexos separados. Apresentam dimorfismo sexual. Ou seja, a fêmea é diferente do macho. Normalmente os machos são menores e sua porção posterior é afilada e curva, para facilitar a cópula. A fecundação é cruzada e o desenvolvimento é indireto.

Diferenciação entre macho (ponta enrolada) e fêmea (ponta reta) do Ascaris.

Doenças causadas por Nematódeos: Oxiuríase, Filaríase, Ascaridíase, Ancilostomíase-Amarelão.

Outros grupos de invertebrados:

Animais cordadosO Filo Chordata inclui os protocordados e os craniados. São animais que apresentam, pelo menos durante o desenvolvimento embrionário: tubo nervoso dorsal, notocorda, fendas faringianas e cauda pós-anal.

ProtocordadosSão cordados primitivos, desprovidos de crânio e coluna vertebral. São animais marinhos e filtradores. Os protocordados reúnem os urocordados e os cefalocordados. Os urocordados (antigamente chamados tunicados) são sésseis e têm o corpo revestido por uma túnica protetora; podem formar colônias ou viver isoladamente. Os urocordados adultos não tem tubo nervoso, nem notocorda. A única característica que os assemelha a um cordado é a presença de fendas faringianas.Nos cefalocordados, a notocorda se estende da região anterior do corpo até a cauda. Seus representantes são os anfioxos, animais com estágio larval, que, quando adultos, vivem

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semienterrados no fundo oceânico, filtrando partículas alimentares pela ação de numerosos cirros bucais.

CraniadosEste grupo reúne os vertebrados e os peixes-bruxa. Os peixes-bruxa possuem crânio, mas não coluna vertebral, que caracteriza o grupo dos vertebrados. Os vertebrados incluem os agnatos, os peixes cartilaginosos, os peixes ósseos, os anfíbios, os répteis, as aves e os mamíferos. Os agnatos são craniados desprovidos de mandíbula e que têm a pele lisa, sem escamas. São exemplos a lampreia e o peixe-bruxa. A tabela a seguir resume algumas características dos principais grupos de vertebrados:

ATIVIDADES

1-Considerando o Reino Animal. Enumere a segunda coluna de acordo com a primeira:

1-Filo Porifera (poríferos) ( ) planárias, Taenia Solium, Schistosoma mansoni2-Filo Coelenterata (cnidários) ( ) os animais deste filo possuem o corpo mole, em geral

protegido por uma concha3-Filo Platyhelminthes (platelmintos) ( ) os animais deste filo possuem o sistema digestório

incompleto4-Filo Nematoda (nematelmintos) ( ) corpo cilíndrico, longo e fino5-Filo Annelida (anelídeos) ( ) Lula, ostras, polvos, caramujo6-Filo Arthopoda (artrópodes) ( ) insetos, crustáceos, aracnídeos, quilópodes, diplópodes7-Filo Mollusca (moluscos) ( ) os animais deste filo possuem as pernas articuladas8-Filo Echinodermata (equinodermos) ( ) o ser humano faz parte deste filo

9-Filo Chordata (cordados) ( ) animais portadores de endoesqueleto calcário

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( ) vermes dotados de corpo dividido em anéis( ) estrela-do-mar, bolacha-do-mar, ouriço

( ) os animais deste filo possuem células urticantes( ) surge o sistema cardiovascular( ) são vermes de corpo achatado( ) características que estão presentes pelo menos nos primeiros estágios do desenvolvimento embrionário: notocorda, fendas branquiais e tubo nervoso dorsal( ) hidras, águas-vivas, corais, anêmonas-do-mar( ) Minhoca, sanguessuga( ) a classe das aves faz parte deste filo( ) Ascaris lumbricóides, Ancylostoma duodenale( ) esponjas do mar

2- Em relação ao Reino Plantae. Enumere a segunda coluna de acordo com a primeira.(1) Algas pluricelulares ( ) clorófitas, feófitas e rodófitas(2) Briófitas ( ) não possuem sistema especializado

de transporte(3) Pteridófitas ( ) samambaias, avencas e xaxins(4) Gimnospermas ( ) só produzem sementes(5) Angiospermas ( ) produzem sementes, flores e frutos

( ) pinheiros, sequóias e ciprestes( ) musgos

3- Considerando o Reino Animal, assinale verdadeiro (V) ou falso (F):( ) o sapo apresenta respiração branquial, cutânea e pulmonar durante o seu ciclo de vida.( ) peixe-boi, baleias, golfinhos, focas e leões-marinhos são todos mamíferos aquáticos.( ) os anexos epidérmicos exclusivos das aves são as penas.( ) a conquista do ovo terrestre ocorreu pela primeira vez nas aves.( ) nos peixes ósseos a linha lateral tem função sensorial.( ) todas as aves voam.

4- Uma das características mais marcantes dos animais da Classe Mammalia é a presença de glândulas..............................a pele é rica em queratina e coberta de.....................................(exclusivos dos mamíferos). As aves apresentam anexos epidérmicos exclusivos que são as.........................

5- Andando por uma floresta você encontra vários animais pelo caminho, dentre eles um lagarto, um sapo, uma onça, uma aranha, e a noite um morcego. Você resolveu classificar estes animais. Qual alternativa apresenta a ordem correta da classificação:a) Anfíbio, réptil, mamífero, aracnídeo, mamíferob) Réptil, anfíbio, mamífero, inseto, mamíferoc) Réptil, anfíbio, mamífero, aracnídeo, mamífero d) Réptil, anfíbio, mamífero, aracnídeo, ave

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AULA 05

DNA – A molécula da vida

Alguns conceitos básicos em Genética

Genes: são trechos da molécula de DNA que podem ser transcritos em uma versão de RNA e que, em geral, codificamum polipeptídio.Alelos: são as variações dos genes. Essas versões de um mesmo gene codificam polipeptideos diferentes e, por isso podem determinar características diferentes. O individuo é homozigotico quanto a um determinado gene quando seus alelos são iguais ou heterozigótico quando seus alelos são diferentesFenótipo: refere-se às características observáveis de um ser vivo. São exemplos de fenótipos: cor das flores de uma planta, tipo de suas folhas, cor da pelagem de um animal, tipo sanguineo de uma pessoa, etc.Genótipo: designa a constituição genética do individuo. Uma planta tem alelos que determinam a flor vermelha ou uma pessoa tem alelos para um dado tipo sanguineo – esses exempls referem-se ao genótipo.Cromossomos: são estruturas filamentosas, formadas por uma molécula de DNA em que há diferentes genes. Cada par de cromossomos homólogos, em uma célula diplóide, possui uma versão de origem materna e outra de origem paterna. Os dois cromossomos que formam esse par são chamados de cromossomos homólogos e possuem versões dos mesmos genes.Meiose: é o processo de divisão celular que gera gametas e leva à separação dos cromossomos homólogos – e, assim, à segregação dos alelos de um gene.Na meiose, os cromossomos de um par se separam independentemente dos de outros pares. Dessa forma, a célula haplóide formada pela meiose (gameta) pode conter um cromossomo de origem paterna de um par de homólogos e um de origem materna do outro par. Essa segregação independente dos cromossomos é aleatória e gera diversas combinações nos gametas produzidos.

Ácidos nucléicos: o controle celular

Os ácidos nucléicos são macromoléculas de natureza química, formadas por nucleotídeos, grupamento fosfórico (fosfato), glicídio (monossacarídeo / pentoses) e uma base nitrogenada, compondo o material genético contido nas células de todos os seres vivos.

Presentes no núcleo dos eucariotos e dispersos no hialoplasma dos procariotos, os ácidos nucléicos podem ser de dois tipos: ácido desoxirribonucléico (DNA) e ácido ribonucléico (RNA), ambos relacionados ao mecanismo de controle metabólico celular (funcionamento da célula) e transmissão hereditária das características.

  Os Ácidos Nucléicos: DNA e RNA

O DNA se diferencia do RNA por possuir o açúcar desoxirribose e os nucleotídeos adenina, citosina, guanina e timina. No RNA, o açúcar é a ribose e os nucleotídeos são adenina, citosina, guanina e uracila (a uracila entra no lugar da timina).

 DNA: Uma “Escada Retorcida”

A partir de experimentos feitos por vários pesquisadores e utilizando os resultados da complexa técnica de difração com raios X, Watson e Crick concluíram que, no DNA, as cadeias complementares são helicoidais, sugerindo a idéia de uma escada retorcida.

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Nessa escada, os corrimãos são formados por fosfatos e desoxirribose, enquanto os degraus são constituídos pelos pares de bases nitrogenadas.

Em cada fita do DNA, o “corrimão” é formado por ligações entre moléculas de açúcar e radicais fosfato. Note que o radical fosfato se liga ao carbono 3’ de um açúcar e ao carbono 5’ do seguinte.

 As duas cadeias de nucleotídeos do DNA são unidas uma à outra por ligações chamadas de pontes de hidrogênio, que se formam entre as bases nitrogenadas de cada fita.

O pareamento de bases ocorre de maneira precisa: uma base púrica se liga a uma pirimídica – adenina (A) de uma cadeia pareia com a timina (T) da outra e guanina (G) pareia com citosina (C).

 

O DNA controla toda a atividade celular. Ele possui a “receita” para o funcionamento de uma célula. Toda vez que uma célula se divide, a “receita” deve ser passada para as células-filhas. Todo o “arquivo” contendo as informações sobre o funcionamento celular precisa ser duplicado para que cada célula-filha receba o mesmo tipo de informação que existe na célula-mãe. Para que isso ocorra, é fundamental que o DNA sofra “auto-duplicação”.

A duplicação do DNA

O modelo estrutural do DNA proposto por Watson e Crick explica a duplicação dos genes: as duas cadeias do DNA se separam e cada uma delas orienta a fabricação de uma metade complementar.

O experimento dos pesquisadores Meselson e Stahl confirmou que a duplicação do DNA é semiconservativa, isto é, que metade da molécula original se conserva íntegra em cada uma das duas

moléculas-filhas.

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No processo de duplicação do DNA, as pontes de hidrogênio entre as bases se rompem e as duas cadeias começam a se separar. À medida que as bases vão sendo expostas, nucleotídeos que vagam pelo meio ao redor vão se unindo a elas, sempre respeitando a especificidade de emparelhamento: A com T, T com A, C com G e G com C. Uma vez ordenados sobre a cadeia que está que está servindo de modelo, os nucleotídeos se ligam em seqüência e formam uma cadeia complementar dobre cada uma das cadias da molécula original. Assim, uma molécula de DNA reproduz duas moléculas idênticas a ela.

A mensagem do DNA é passada para o RNA

O material genético representado pelo DNA contém uma mensagem em código que precisa ser decifrada e traduzida em proteínas, muitas das quais atuarão nas reações metabólicas da célula. A mensagem contida no DNA deve, inicialmente, ser passada para moléculas de RNA que, por sua vez, orientarão a síntese de proteínas. O controle da atividade celular pelo DNA, portanto, é indireto e ocorre por meio da fabricação de moléculas de RNA, em um processo conhecido como transcrição.

  RNA: Uma Cadeia (Fita) Simples

As moléculas de RNA são constituídas por uma seqüência de ribonucleotídeos, formando uma cadeia (fita) simples.

 Existem três tipos básicos de RNA, que diferem um do outro no peso molecular: o RNA ribossômico, representado por RNAr (ou rRNA), o RNA mensageiro, representado por RNAm (ou mRNA) e o RNA transportador, representado por RNAt (ou tRNA).

O RNA ribossômico é o de maior peso molecular e constituinte majoritário do ribossomo, organóide relacionado à síntese de proteínas na célula.

O RNA mensageiro é o de peso molecular intermediário e atua conjuntamente com os ribossomos na síntese protéica.

O RNA transportador é o mais leve dos três e encarregado de transportar os aminoácidos

que serão utilizados na síntese de proteínas.

Transcrição da informação genética

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Esquema da transcrição e tradução ocorrendo simultaneamente.

A síntese de RNA (mensageiro, por exemplo) se inicia com a separação das duas fitas de DNA. Apenas uma das fitas do DNA serve de molde para a produção da molécula de RNAm. A outra fita não é transcrita. Essa é uma das diferenças entre a duplicação do DNA e a produção do RNA.

As outras diferenças são:

os nucleotídeos utilizados possuem o açúcar ribose no lugar da desoxirribose;

há a participação de nucleotídeos de uracila no lugar de nucleotídeos de timina. Assim, se na fita de DNA que está sendo transcrita aparecer adenina, encaminha-se para ela um nucleotídeo complementar contendo uracila;

Imaginando um segmento hipotético de um filamento de DNA com a seqüência de bases:

DNA- ATGCCGAAATTTGCG

O segmento de RNAm formado na transcrição terá a seqüência de bases:

RNA- UACGGCUUUAAACGC

  Em uma célula eucariótica, o RNAm produzido destaca-se de seu molde e, após passar por um processamento, atravessa a carioteca e se dirige para o citoplasma, onde se dará a síntese protéica. Com o fim da transcrição, as duas fitas de DNA seu unem novamente, refazendo-se a dupla hélice.

 

O código genético

A mensagem genética contida no DNA é formada por um alfabeto de quatro letras que correspondem aos quatro nucleotídeos: A, T, C e G. Com essas quatros letras é preciso formar “palavras” que possuem o significado de “aminoácidos”. Cada proteína corresponde a uma “frase” formada pelas “palavras”, que são os aminoácidos. De que maneira apenas quatro letras do alfabeto do DNA poderiam ser combinadas para corresponder a cada uma das vinte “palavras” representadas pelos vinte aminoácidos diferentes que ocorrem nos seres vivos.

Uma proposta brilhante sugerida por vários pesquisadores, e depois confirmada por métodos experimentais, foi a de que cada três letras (uma trinca de bases) do DNA corresponderia uma “palavra”, isto é, um aminoácido. Nesse caso, haveria 64 combinações possíveis de três letras, o que seria mais do que suficiente para codificar os vinte tipos diferentes de aminoácidos (matematicamente, utilizando o método das combinações seriam, então, 4 letras combinadas 3 a 3, ou seja, 43 = 64 combinações possíveis).

O código genético do DNA se expressa por trincas de bases, que foram denominadas códons. Cada códon, formado por três letras, corresponde a um certo aminoácido.

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A correspondência entre o trio de bases do DNA, o trio de bases do RNA e os aminoácidos por eles especificados constitui uma mensagem em código que passou a ser conhecida como “código genético”.

 Mas, surge um problema. Como são vinte os diferentes aminoácidos, há mais códons do que tipos de aminoácidos! Deve-se concluir, então, que há aminoácidos que são especificados por mais de um códon, o que foi confirmado. A tabela abaixo, especifica os códons de RNAm que podem ser formados e os correspondentes aminoácidos que especificam.

 

Dizemos que o código genético é universal, pois em todos os organismos da Terra atual ele funciona da mesma maneira, quer seja em bactérias, em uma cenoura ou no homem.O códon AUG, que codifica para o aminoácido metionina, também significa início de leitura, ou seja, é um códon que indica aos ribossomos que é por esse trio de bases qe deve ser iniciada a leitura do RNAm. Note que três códons não especificam nenhum aminoácido. São os códons UAA, UAG e UGA, chamados de códons e parada durante a “leitura” (ou stop códons) do RNA pelos ribossomos, na síntese protéica. Diz-se que o código genético é degenerado porque cada “palavra” (entenda-se aminoácido) pode ser especificada por mais de uma trinca.

Tradução: Síntese de Proteínas

Tradução é o nome utilizado para designar o processo de síntese de proteínas. Ocorre no citoplasma com a participação, entre outros, de RNA e de aminoácidos.

 Quem participa da síntese de proteínas? (gene) é o segmento de DNA que contém as informações para a síntese de um polipeptídeo ou proteína.

O RNA produzido que contém uma seqüência de bases nitrogenadas transcrita do DNA é um RNA mensageiro.

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Esquema mostrando a transcrição a tradução e a síntese de proteínas.

No citoplasma, ele será um dos componentes participantes da síntese de proteínas, juntamente com outros dois tipos de RNA, todos de fita simples e produzidos segundo o mesmo processo descrito para o RNA mensageiro:

RNA ribossômico, RNAr. Associando-se a proteínas, as fitas de RNAr formarão os ribossomos, orgânulos responsáveis pela leitura da mensagem contida no RNA

mensageiro;

RNAs transportadores, RNAt. Assim chamados porque serão os responsáveis pelo transporte de aminoácidos até o local onde se dará a síntese de proteínas junto aos ribossomos. São moléculas de RNA de fita simples, de pequeno tamanho, contendo, cada uma, cerca de 75 a 85 nucleotídeos. Cada fita de RNAt torce-se sobre si mesma, adquirindo o aspecto visto na figura abaixo.

Duas regiões se destacam em cada transportador: uma é o local em que se ligará o aminoácido a ser transportado e a outra corresponde ao trio de bases complementares (chamado anticódon) do RNAt, que se encaixará no códon correspondente do RNAm.

Anticódon é o trio de bases do RNAt, complementar do códon do RNAm.

 

 Esquematicamente na síntese protéica teríamos:

Um RNAm, processado no núcleo, contendo sete códons (21 bases hidrogenadas) se dirige ao citoplasma.

No citoplasma, um ribossomo se liga ao RNAm na extremidade correspondente ao início da leitura. Dois RNAt, carregando os seus respectivos aminoácidos (metionina e alanina), prendem-se ao ribossomo. Cada RNAt liga-se ao seu trio de bases (anticódon) ao trio de bases correspondentes ao códon do RNAm. Uma ligação peptídica une a metionina à alanina.

O ribossomo se desloca ao longo do RNAm. O RNAt que carregava a metionina se desliga do ribossomo. O quarto RNAt,

transportando o aminoácido leucina, une o seu anticódon ao códon correspondente do RNAm. Uma ligação peptídica é feita entre a leucina e a alanina.

O ribossomo novamente se desloca. O RNAt que carregava a alanina se desliga do ribossomo. O quarto RNAt, transportando o aminoácido ácido glutâmico encaixa-se no ribossomo. Ocorre a união do anticódon desse RNAt com o códon correspondente do RNAm. Uma ligação peptídica une o ácido glutâmico à leucina.

Novo deslocamento do ribossomo. O quinto RNAt, carregando a aminoácido glicina, se encaixa no ribossomo. Ocorre a ligação peptídica da glicina com o ácido glutâmico.

Continua o deslocamento do ribossomo ao longo do RNAm. O sexto RNAt, carregando o aminoácido serina, se encaixa no ribossomo. Uma liogação peptídica une a serina à glicina.

Fim do deslocamento do ribossomo. O último transportador , carregando o aminoácido triptofano, encaixa-se no ribossomo. Ocorre a ligação peptídica do triptofano com a serina. O

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RNAt que carrega o triptofano se separa do ribossomo. O mesmo ocorre com o transportador que portava a serina.

O peptídeo contendo sete aminoácidos fica livre no citoplasma. Claro que outro ribossomo pode se ligar ao RNAm, reiniciando o processo de tradução, que resultará em um novo peptídio. Perceba, assim, que o RNAm contendo sete códons (21 bases nitrogenadas) conduziu a síntese de um peptídeo formado por sete aminoácidos.

ATIVIDADES

1) Sobre os ácidos nucléicos, assinale as alternativas corretas:a) Cada nucleotídeo é formado por um grupo fosfato, uma pentose e uma base nitrogenada.b) O RNA transportador é responsável por transportar um aminoácido.c) Os processos de duplicação e de transcrição ocorrem no citoplasma da célula e a tradução ocorre no núcleo.d) O nosso DNA é como se fosse um código de letras, onde cada pessoa tem o seu código específico, por isso possuímos características diferentes um do outro, sendo que um gene é uma porção da molécula de DNA capaz de codificar a síntese de uma proteína.

2) No processo de autoduplicação do DNA ocorrem os seguintes fenômenos.( ) formação de duas moléculas novas de DNA.( ) rompimento das pontes de hidrogênio que ligam as bases nitrogenadas.( ) encaixe de nucleotídeos livres, já existentes na célula.Enumere de 1 à 3 de acordo com a ordem correta dos acontecimentos.

1 23) GENE (DNA) RNA PROTEÍNAEscreva qual é o processo indicado pelo número 1 e pelo número 2.

4) Partindo da seqüencia de DNA abaixo, assinale a alternativa que corresponde a correta seqüencia de RNA mensageiro que será formada.

TTG ACA GTA AAT GGC CCA TAT – este é o gene que você vai usar como molde. AAC TGT CAT TTA CCG GGT ATA

a) AAC TGT CAT TTA CCG GGT ATAb) UUG ACA GUT AAU GGC CCA UAUc) AAC UGU CAU UUA CCG GGU AUA

5) Cada três letras, exemplo AAG é chamado de códon que vai codificar um aminoácido, lembrando que a ligação de vários aminoácidos formam uma proteína. Quantos aminoácidos terá uma molécula de proteína formada por este seguimento.AAT – CAA – AGA – TTT – CCG.

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AULA 06

Fundamentos de Genética

Genética

Desde os tempos mais remotos o homem tomou consciência da importância do macho e da fêmea na geração de seres da mesma espécie, e que características como altura, cor da pele etc. eram transmitidas dos pais para os descendentes. Assim, com certeza, uma cadela quando cruzar com um cão, irá originar um filhote com características de um cão e nunca de um gato. Mas por quê?

 

Mendel, o iniciador da genética

Gregor Mendel nasceu em 1822, em Heinzendorf, na Áustria. Era filho de pequenos fazendeiros e, apesar de bom aluno, teve de superar dificuldades financeiras para conseguir estudar. Em 1843, ingressou como noviço no mosteiro de agostiniano da cidade de Brünn, hoje Brno, na atual República Tcheca.Após ter sido ordenado monge, em 1847, Mendel ingressou na Universidade de Viena, onde estudou matemática e ciências por dois anos. Ele queria ser professor de ciências naturais, mas foi mal sucedido nos exames. De volta a Brünn, onde passou o resto da vida. Mendel continuou interessado em ciências. Fez estudos meteorológicos, estudou a vida das abelhas e cultivou plantas, tendo produzido novas variedades de maças e peras. Entre 1856 e 1865, realizou uma série de experimentos com ervilhas, com o objetivo de entender como as características hereditárias eram transmitidas de pais para filhos.Em 8 de março de 1865, Mendel apresentou um trabalho à Sociedade de História Natural de Brünn, no qual enunciava as suas leis de hereditariedade, deduzidas das experiências com as ervilhas. Publicado em 1866, com data de 1865, esse trabalho permaneu praticamente desconhecido do mundo científico até o início do século XX. Pelo que se sabe, poucos leram a publicação, e os que leram não conseguiram compreender sua enorme importância para a Biologia. As leis de Mendel foram redescobertas apenas em 1900, por três pesquisadores que trabalhavam independentemente.

Mendel morreu em Brünn, em 1884. Os últimos anos de sua vida foram amargos e cheios de desapontamento. Os trabalhos administrativos do mosteiro o impediam de se dedicar exclusivamente à ciência, e o monge se sentia frustrado por não ter obtido qualquer reconhecimento público pela sua importante descoberta. Hoje Mendel é tido como uma das figuras mais importantes no mundo científico, sendo considerado o “pai” da Genética. No mosteiro onde viveu existe um monumento em sua homenagem, e os jardins onde foram realizados os célebres experimentos com ervilhas até hoje são conservados.

Os experimentos de Mendel

A escolha da planta

A ervilha é uma planta herbácea leguminosa que pertence ao mesmo grupo do feijão e da soja. Na reprodução, surgem vagens contendo sementes, as ervilhas. Sua escolha como material de experiência não foi casual: uma planta fácil de cultivar, de ciclo reprodutivo curto e que produz muitas sementes. Desde os tempos de Mendel existiam muitas variedades disponíveis, dotadas de características de fácil comparação. Por exemplo, a variedade que flores púrpuras podia ser comparada com a que produzia flores brancas; a que produzia sementes lisas poderia ser comparada cm a que produzia sementes rugosas, e assim por diante. Outra vantagem dessas plantas é que estame e pistilo, os componentes envolvidos na reprodução sexuada do vegetal, ficam encerrados no interior da mesma flor, protegidas pelas pétalas. Isso favorece a autopolinização e, por extensão, a autofecundação, formando descendentes com as mesmas características das plantas genitoras.

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 A partir da autopolinização, Mendel produziu e separou diversas linhagens puras de ervilhas para as características que ele pretendia estudar. Por exemplo, para cor de flor, plantas de flores de cor de púrpura sempre produziam como descendentes plantas de flores púrpuras, o mesmo ocorrendo com o cruzamento de plantas cujas flores eram brancas. Mendel estudou sete características nas plantas de ervilhas: cor da flor, posição da flor no caule, cor da semente, aspecto

externo da semente, forma da vagem, cor da vagem e altura da planta.

Os cruzamentos

Depois de obter linhagens puras, Mendel efetuou um cruzamento diferente. Cortou os estames de uma flor proveniente de semente verde e depois depositou, nos estigmas dessa flor, pólen de uma planta proveniente de semente amarela. Efetuou, então, artificialmente, uma polinização cruzada: pólen de uma planta que produzia apenas semente amarela foi depositado no estigma de outra planta que só produzia semente verde, ou seja, cruzou duas plantas puras entre si. Essas duas plantas foram consideradas como a geração parental (P), isto é, a dos genitores.

 

 

Após repetir o mesmo procedimento diversas vezes, Mendel verificou que todas as sementes originadas desses cruzamentos eram amarelas – a cor verde havia aparentemente “desaparecido” nos descendentes híbridos (resultantes do cruzamento das plantas), que Mendel chamou de F1

(primeira geração filial). Concluiu, então, que a cor amarela “dominava” a cor verde. Chamou o caráter cor amarela da semente de dominante e o verde de recessivo.

A seguir, Mendel fez germinar as sementes obtidas em F1 até surgirem as plantas e as flores. Deixou que se autofertilizassem e aí houve a surpresa: a cor verde das sementes reapareceu na F2 (segunda geração filial), só eu em proporção menor que as de cor amarela: surgiram 6.022 sementes amarelas para 2.001 verdes, o que conduzia a proporção 3:1. Concluiu que na verdade, a cor verde das sementes não havia “desaparecido” nas sementes da geração F1. O que ocorreu é que ela não tinha se manifestado, uma vez que, sendo uma caráter recessivo, era apenas “dominado” (nas palavras de Mendel) pela cor amarela. Mendel concluiu que a cor das sementes era determinada por dois fatores, cada um determinando o surgimento de uma cor, amarela ou verde.

Era necessário definir uma simbologia para representar esses fatores: escolheu a inicial do caráter recessivo. Assim, a letra v (inicial de verde), minúscula, simbolizava o fator recessivo. Assim, a letra v (inicial de verde), minúscula, simbolizava o fator recessivo – para cor verse – e a letra V, maiúscula, o fator dominante – para cor amarela.

VV vv Vv

Semente amarela pura Semente verde pura Semente amarela híbrida

 

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Persistia, porém, uma dúvida: Como explicar o desaparecimento da cor verde na geração F1 e o seu reaparecimento na geração F2?

A resposta surgiu a partir do conhecimento de que cada um dos fatores se separava durante a formação das células reprodutoras, os gametas. Dessa forma, podemos entender como o material hereditário passa de uma geração para a outra. Acompanhe nos esquemas abaixo os procedimentos adorados por Mendel com relação ao caráter cor da semente em ervilhas.

 

Resultado: em F2, para cada três sementes amarelas, Mendel obteve uma semente de cor verde. Repetindo o procedimento para outras seis características estudadas nas plantas de ervilha, sempre eram obtidos os mesmos resultados em F2, ou seja a proporção de três expressões dominantes para uma recessiva.

Leis de Mendel

1ª Lei de Mendel: Lei da Segregação dos Fatores

A comprovação da hipótese de dominância e recessividade nos vários experimentos efetuados por Mendel levou, mais tarde à formulação da sua 1º lei: “Cada característica é determinada por dois fatores que se separam na formação dos gametas,

onde ocorrem em dose simples”, isto é, para cada gameta masculino ou feminino encaminha-se apenas um fator.

Mendel não tinha idéia da constituição desses fatores, nem onde se localizavam.

As bases celulares da segregação

A redescoberta dos trabalhos de Mendel, em 1900, trouxe a questão: onde estão os fatores hereditários e como eles se segregam?

 

Em 1902, enquanto estudava a formação dos gametas em gafanhotos, o pesquisador norte americano Walter S. Sutton notou surpreendente semelhança entre o comportamento dos cromossomos homólogos, que se separavam durante a meiose, e os fatores imaginados por Mendel. Sutton lançou a hipótese de que os pares de fatores hereditários estavam localizados em pares de cromossomos homólogos, de tal maneira que a separação dos homólogos levava à segregação dos fatores.

Hoje sabemos que os fatores a que Mendel se referiu são os genes (do grego genos, originar, provir), e que realmente estão localizados nos cromossomos, como Sutton havia proposto. As diferentes formas sob as quais um gene pode se apresentar são denominadas alelos. A cor amarela e a cor verde da semente de ervilha, por exemplo, são determinadas por dois alelos, isto é, duas diferentes formas do gene para cor da semente.

Exemplo da primeira lei de Mendel em um animal

Vamos estudar um exemplo da aplicação da primeira lei de Mendel em um animal, aproveitando para aplicar a terminologia modernamente usada em Genética. A característica que escolhemos foi a cor da pelagem de cobaias, que pode ser preta ou branca. De acordo com uma convenção largamente aceita, representaremos por B o alelo dominante, que condiciona a cor preta, e por b o alelo recessivo, que condiciona a cor branca.

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Uma técnica simples de combinar os gametas produzidos pelos indivíduos de F1 para obter a constituição genética dos indivíduos de F2 é a montagem do quadrado de Punnet. Este consiste em um quadro, com número de fileiras e de colunas que correspondem respectivamente, aos tipos de gametas masculinos e femininos formados no cruzamento. O quadrado de Punnet para o cruzamento de cobaias heterozigotas é:

 

 

Os conceitos de fenótipo e genótipo

Dois conceitos importantes para o desenvolvimento da genética, no começo do século XX, foram os de fenótipo e genótipo, criados pelo pesquisador dinamarquês Wilhelm L. Johannsen (1857 – 1912).

Fenótipo

O termo “fenótipo” (do grego pheno, evidente, brilhante, e typos, característico) é empregado para designar as características apresentadas por um indivíduo, sejam elas morfológicas, fisiológicas e comportamentais. Também fazem parte do fenótipo características microscópicas e de natureza bioquímica, que necessitam de testes especiais para a sua identificação.

Entre as características fenotípicas visíveis, podemos citar a cor de uma flor, a cor dos olhos de uma pessoa, a textura do cabelo, a cor do pelo de um animal, etc. Já o tipo sanguíneo e a sequência de aminoácidos de uma proteína são características fenotípicas revelada apenas mediante testes especiais.

O fenótipo de um indivíduo sofre transformações com o passar do tempo. Por exemplo, à medida que envelhecemos o nosso corpo se modifica. Fatores ambientais também podem alterar o fenótipo: se ficarmos expostos à luz do sol, nossa pele escurecerá.

Genótipo

O termo “genótipo” (do grego genos, originar, provir, e typos, característica) refere-se à constituição genética do indivíduo, ou seja, aos genes que ele possui. Estamos nos referindo ao genótipo quando dizemos, por exemplo, que uma planta de ervilha é homozigota dominante (VV) ou heterozigota (Vv) em relação à cor da semente.

Fenótipo: genótipo e ambiente em interação

O fenótipo resulta da interação do genótipo com o ambiente. Consideremos, por exemplo, duas pessoas que tenham os mesmos tipos de alelos para pigmentação da pele; se uma delas toma sol com mais frequência que a outra, suas tonalidades de pele, fenótipo, são diferentes.

Um exemplo interessante de interação entre genótipo e ambiente na produção do fenótipo é a reação dos coelhos da raça himalaia à temperatura. Em temperaturas baixas, os pelos crescem pretos e, em temperaturas altas, crescem brancos. A pelagem normal desses coelhos é branca, menos nas extremidades do corpo (focinho, orelha, rabo e patas), que, por perderem mais calor e apresentarem temperatura mais baixa, desenvolvem pelagem preta.

A segunda lei de Mendel

A segregação independente de dois ou mais pares de genes

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B

Gametas  paternos

b

Gametas maternos

  B                         b

BB

Preto

Bb

Preto

Bb

Preto

bb

Branco

Além de estudar isoladamente diversas características fenotípicas da ervilha, Mendel estudou também a transmissão combinada de duas ou mais características. Em um de seus experimentos, por exemplo, foram considerados simultaneamente a cor da semente, que pode ser amarela ou verde, e a textura da casca da semente, que pode ser lisa ou rugosa.Plantas originadas de sementes amarelas e lisas, ambos traços dominantes, foram cruzadas com plantas originadas de sementes verdes e rugosas, traços recessivos. Todas as sementes produzidas na geração F1 eram amarelas e lisas.

A geração F2, obtida pela autofecundação das plantas originadas das sementes de F1, era composta por quatro tipos de sementes:

9/16 amarelo-lisas

3/16 amarelo-rugosas

3/16 verde-lisas

1/16 verde-rugosas

 Em proporções essas frações representam 9 amarelo-lisas: 3 amarelo-rugosas: 3 verde-lisas: 1 verde-rugosa. Com base nesse e em outros experimentos, Mendel aventou a hipótese de que, na formação dos gametas, os alelos para a cor da semente (Vv) segregam-se independentemente dos alelos que condicionam a forma da semente (Rr). De acordo com isso, um gameta portador do alelo V pode conter tanto o alelo R como o alelo r, com igual chance, e o mesmo ocorre com os gametas portadores do alelo v. Uma planta duplo-heterozigota VvRr formaria, de acordo com a hipótese da segregação independente, quatro tipos de gameta em igual proporção: 1 VR: 1Vr: 1 vR: 1 vr.

A segunda lei de Mendel

Mendel concluiu que a segregação independente dos fatores para duas ou mais características era um princípio geral, constituindo uma segunda lei da herança. Assim, ele denominou esse princípio segunda lei da herança ou lei da segregação independente, posteriormente chamada segunda lei de Mendel: Os fatores para duas ou mais características segregam-se no híbrido, distribuindo-se independentemente para os gametas, onde se combinam ao acaso.

A proporção 9:3:3:1

Ao estudar a herança simultânea de diversos pares de características. Mendel sempre observou, em F2, a proporção fenotípica 9:3:3:1, conseqüência da segregação independente ocorrida no duplo-heterozigoto, que origina quatro tipos de gameta.

Segregação independente de 3 pares de alelos

Ao estudar 3 pares de características simultaneamente, Mendel verificou que a distribuição dos tipos de indivíduos em F2 seguia a proporção de 27: 9: 9: 9: 3: 3: 3: 1. Isso indica que os genes para as 3 características consideradas segregam-se independentemente nos indivíduos F1, originando 8 tipos de gametas.

Em um dos seus experimentos, Mendel considerou simultaneamente a cor (amarela ou verde), a textura da casca (lisa ou rugosa) e a cor da casca da semente (cinza ou branca).

O cruzamento entre uma planta originada de semente homozigota dominante para as três características (amarelo-liso-cinza) e uma planta originada de semente com traços recessivos (verde-rugosa-branca) produz apenas ervilhas com

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fenótipo dominante, amarelas, lisas e cinza. Esses indivíduos são heterozigotos para os três pares de genes (VvRrBb). A segregação independente desses três pares de alelos, nas plantas da geração F1, leva à formação de 8 tipos de gametas.

Os gametas produzidos pelas plantas F1 se combinam de 64 maneiras possíveis (8 tipos maternos X 8 tipos paternos), originando 8 tipos de fenótipos.

Determinando o número de tipos de gametas na segregação independente

 

Para determinar o número de tipos de gametas formados por um indivíduo, segundo a segregação independente, basta aplicar a expressão 2n, em que n representa o número de pares de alelos no genótipo que se encontram na condição heterozigota.

Obtendo a Proporção 9:3:3:1 sem Utilizar o Quadro de Cruzamentos

Genótipo Valor de n 2n Número de gametas

AA 0 20 1

Aa 1 21 2

AaBB 1 21 2

AaBb 2 22 4

AABbCCDd 2 22 4

AABbCcDd 3 23 8

AaBbCcDd 4 24 16

AaBbCcDdEe 5 25 32

 

A 2º lei de Mendel é um exemplo de aplicação direta da regra do E de probabilidade, permitindo chegar aos mesmos resultados sem a construção trabalhosa de quadro de cruzamentos. Vamos exemplificar, partindo do cruzamento entre suas plantas de ervilha duplo heterozigotas:

P: VvRr X VvRr

Consideremos, primeiro, o resultado do cruzamento das duas características isoladamente:

Vv X Vv Rr X Rr

3/4 sementes amarelas 3/4 sementes lisas

1/4 sementes verdes 1/4 sementes rugosas

Como desejamos considerar as duas características simultaneamente, vamos calcular a probabilidade de obtermos sementes amarelas e lisas, já que se trata de eventos independentes. Assim,

sementes amarelas              E              sementes lisas

                                         3/4                      X                  3/4                      =     9/16

E a probabilidade de obtermos sementes amarelas e rugosas:

sementes amarelas               E              sementes rugosas

                             3/4                      X                   1/4                     =    3/16

Agora a probabilidade de obtermos sementes verdes e lisas:

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sementes verdes                E              sementes lisas

                                 1/4                     X                    3/4                     =   3/16

Finalmente, a probabilidade de nós obtermos sementes verdes e rugosas:

  sementes verdes               E              sementes rugosas

                         1/4                      X                   1/4                    =   1/16

 

Utilizando a regra do E, chegamos ao mesmo resultado obtido na construção do quadro de cruzamentos com a vantagem da rapidez na obtenção da resposta.

ATIVIDADES

1) A 1ª lei de Mendel considera que:a) os gametas são produzidos por um processo de divisão chamado meiose.b) na mitose, os pares de fatores segregam-se independentemente.c) os gametas são puros, ou seja, apresentam apenas um componente de cada par de fatores considerado.d) o gene recessivo se manifesta unicamente em homozigose.e) a determinação do sexo se dá no momento da fecundação.

2) Em camundongos o genótipo aa é cinza; Aa é amarelo e AA morre no início do desenvolvimento embrionário. Que descendência se espera do cruzamento entre um macho amarelo com uma fêmea amarela?a) 1/2 amarelos e 1/2 cinzentosb) 2/3 amarelos e 1/3 cinzentosc) 3/4 amarelos e 1/4 cinzentosd) 2/3 amarelos e 1/3 amarelose) apenas amarelos

3) Em urtigas o caráter denteado das folhas domina o caráter liso. Numa experiência de polinização cruzada, foi obtido o seguinte resultado: 89 denteadas e 29 lisas. A provável fórmula genética dos cruzantes é:a) Dd x ddb) DD x ddc) Dd x Ddd) DD x Dde) DD x DD

4) Sendo Aa, Bb e Cc três pares de gens com segregação independente, quantos tipos de gametas poderão ser formados por um indivíduo AA Bb Cc?a) 3b) 4c) 6d) 8e) 12

5) A proporção fenotípica encontrada na descendência do cruzamento entre indivíduos heterozigotos para dois caracteres com dominância completa é:a) 3:1b) 1:2:1c) 9:4:3d) 9:7e) 9:3:3:1

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Gabarito das atividades:

AULA 011)a-Abiogênese 2)C 3)V b-Biogênese F F F V

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AULA 021)F 2)C 3)B 4)C 5)C 6) a-Intérfase V b-Metáfase V c-Anáfase F d-Telófase V e-Anáfase

AULA 031)B 2)B 3)V 4)Por não possuírem organização celular e não apresentarem F metabolismo próprio. V F V

5)(x) 6)( ) 7)É extracorpórea, liberam enzimas digestivas no alimento e ( ) (x) posteriormente absorvem o alimento digerido (heterótrofos por (x) ( ) absorção). (x) (x) ( )

AULA 041) 3, 7, 3, 4, 7, 6, 6, 9, 8, 5, 8, 2, 4, 3, 9, 2, 5, 9, 4, 1

2) 1, 2, 3, 4, 5, 4, 2

3) V, V, V, F, V, F

4)Mamárias, pêlos, penas.

5)C

AULA 051)a, b, d 2)3, 1, 2 3)1=transcrição 4)C 5)5 2=tradução

AULA 06

1)C 2)B 3)C 4)D 5)E

Bibliográfia

Livros:

Mendes, R. Biologia. Caderno de Revisão-Ensino Médio. Editora Moderna. 2011.

Sites:

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http://pt.wikibooks.org/wiki/Introdu%C3%A7%C3%A3o_%C3%A0_Biologia

http://www.juliobattisti.com.br/tutoriais/jaquelinesilva/biologia001.asp

http://www.sobiologia.com.br/conteudos/Seresvivos/Ciencias/biovirus.php

http://www.vidaesaude.org/biologia-vida/os-cinco-reinos-dos-seres-vivos.html

http://www.todabiologia.com/citologia/celula_animal.htm

http://www.algosobre.com.br/biologia/celulas.html

http://www.webciencia.com/11_03divisao.htm#ixzz1rxCJnM00

http://www.infoescola.com/biologia/reino-monera-bacterias-cianobacterias/

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