biologia - livro didÁtico pÚblico

SECRETARIA DE ESTADO DA EDUCAO

BIOLOGIAENSINO MDIO

Este livro pblico - est autorizada a sua reproduo total ou parcial.

Governo do Estado do Paran Roberto Requio Secretaria de Estado da Educao Mauricio Requio de Mello e Silva Diretoria Geral Ricardo Fernandes Bezerra Superintendncia da Educao Yvelise Freitas de Souza Arco-Verde Departamento de Ensino Mdio Mary Lane Hutner Coordenao do Livro Didtico Pblico Jairo Maral

Depsito legal na Fundao Biblioteca Nacional, conforme Decreto Federal n.1825/1907, de 20 de Dezembro de 1907. permitida a reproduo total ou parcial desta obra, desde que citada a fonte. SECRETARIA DE ESTADO DA EDUCAO Avenida gua Verde, 2140 - Telefone: (0XX) 41 3340-1500 e-mail: [email protected] 80240-900 CURITIBA - PARAN Catalogao no Centro de Editorao, Documentao e Informao Tcnica da SEED-PRBiologia / vrios autores. Curitiba: SEED-PR, 2006. p. 296 ISBN: 85-85380-31-4 1. Biologia. 2. Ensino mdio. 3. Ensino de biologia. 4. Organizao dos seres vivos. 5. Mecanismos biolgicos. 6. Biodiversidade. 7. Avanos biolgicos. I. Folhas. II. Material de apoio pedaggico. III. Material de apoio terico. IV. Secretaria de Estado da Educao. Superintendncia da Educao. V. Ttulo.

CDU 573+373.5

2 Edio . IMPRESSO NO BRASIL DISTRIBUIO GRATUITA

Autores Ceclia Helena Vechiatto dos Santos Denise Estorilho Baganha Dione Aparecida de Souza Dures Iara Suyama Ferrari Joel Weolovis Marilene Mieko Yamamoto Pires Equipe tcnico-pedaggica Danislei Bertoni Denise Estorilho Baganha Marina de Oliveira Santos Assessora do Departamento de Ensino Mdio Agnes Cordeiro de Carvalho Coordenadora Administrativa do Livro Didtico Pblico Edna Amancio de Souza Equipe Administrativa Mariema Ribeiro Sueli Tereza Szymanek Tcnicos Administrativos Alexandre Oliveira Cristovam Viviane Machado Consultora Maria Cristina R. Maranho Schlichting UnicenP Leitura Crtica Lourdes Aparecida Della Justina - Unioeste Colaboradoras Leidimeri dos Santos Luciane Cortiano Liotti Consultor de direitos autorais Alex Sander Hostyn Branchier Reviso Textual Renata de Oliveira Projeto Grfico e Capa Eder Lima / cone Audiovisual Ltda Editorao Eletrnica cone Audiovisual Ltda 2007

CartadoSecretrioEsteLivro Didtico Pblico chega s escolas da rede como resultado do trabalho coletivo de nossos educadores. Foi elaborado para atender carncia histrica de material didtico no Ensino Mdio, como uma iniciativa sem precedentes de valorizao da prtica pedaggica e dos saberes da professora e do professor, para criar um livro pblico, acessvel, uma fonte densa e credenciada de acesso ao conhecimento. A motivao dominante dessa experincia democrtica teve origem na leitura justa das necessidades e anseios de nossos estudantes. Caminhamos fortalecidos pelo compromisso com a qualidade da educao pblica e pelo reconhecimento do direito fundamental de todos os cidados de acesso cultura, informao e ao conhecimento. Nesta caminhada, aprendemos e ensinamos que o livro didtico no mercadoria e o conhecimento produzido pela humanidade no pode ser apropriado particularmente, mediante exibio de ttulos privados, leis de papel mal-escritas, feitas para proteger os vendilhes de um mercado editorial absurdamente concentrado e elitista. Desafiados a abrir uma trilha prpria para o estudo e a pesquisa, entregamos a vocs, professores e estudantes do Paran, este material de ensino-aprendizagem, para suas consultas, reflexes e formao contnua. Comemoramos com vocs esta feliz e acertada realizao, propondo, com este Livro Didtico Pblico, a socializao do conhecimento e dos saberes. Apropriem-se deste livro pblico, transformem e multipliquem as suas leituras.

Mauricio Requio de Mello e Silva Secretrio de Estado da Educao

AosEstudantesAgir no sentido mais geral do termo significa tomar iniciativa, iniciar, imprimir movimento a alguma coisa. Por constiturem um initium, por serem recm-chegados e iniciadores, em virtude do fato de terem nascido, os homens tomam iniciativa, so impelidos a agir. (...) O fato de que o homem capaz de agir significa que se pode esperar dele o inesperado, que ele capaz de realizar o infinitamente improvvel. E isto, por sua vez, s possvel porque cada homem singular, de sorte que, a cada nascimento, vem ao mundo algo singularmente novo. Desse algum que singular pode-se dizer, com certeza, que antes dele no havia ningum. Se a ao, como incio, corresponde ao fato do nascimento, se a efetivao da condio humana da natalidade, o discurso corresponde ao fato da distino e a efetivao da condio humana da pluralidade, isto , do viver como ser distinto e singular entre iguais. Hannah Arendt

A condio humana

Este o seu livro didtico pblico. Ele participar de sua trajetria pelo Ensino Mdio e dever ser um importante recurso para a sua formao. Se fosse apenas um simples livro j seria valioso, pois, os livros registram e perpetuam nossas conquistas, conhecimentos, descobertas, sonhos. Os livros, documentam as mudanas histricas, so arquivos dos acertos e dos erros, materializam palavras em textos que exprimem, questionam e projetam a prpria humanidade.

Mas este um livro didtico e isto o caracteriza como um livro de ensinar e aprender. Pelo menos esta a idia mais comum que se tem a respeito de um livro didtico. Porm, este livro diferente. Ele foi escrito a partir de um conceito inovador de ensinar e de aprender. Com ele, como apoio didtico, seu professor e voc faro muito mais do que seguir o livro. Vocs ultrapassaro o livro. Sero convidados a interagir com ele e desafiados a estudar alm do que ele traz em suas pginas. Neste livro h uma preocupao em escrever textos que valorizem o conhecimento cientfico, filosfico e artstico, bem como a dimenso histrica das disciplinas de maneira contextualizada, ou seja, numa linguagem que aproxime esses saberes da sua realidade. um livro diferente porque no tem a pretenso de esgotar contedos, mas discutir a realidade em diferentes perspectivas de anlise; no quer apresentar dogmas, mas questionar para compreender. Alm disso, os contedos abordados so alguns recortes possveis dos contedos mais amplos que estruturam e identificam as disciplinas escolares. O conjunto desses elementos que constituem o processo de escrita deste livro denomina cada um dos textos que o compem de Folhas. Em cada Folhas vocs, estudantes, e seus professores podero construir, reconstruir e atualizar conhecimentos das disciplinas e, nas veredas das outras disciplinas, entender melhor os contedos sobre os quais se debruam em cada momento do aprendizado. Essa relao entre as disciplinas, que est em aprimoramento, assim como deve ser todo o processo de conhecimento, mostra que os saberes especficos de cada uma delas se aproximam, e navegam por todas, ainda que com concepes e recortes diferentes.

Outro aspecto diferenciador deste livro a presena, ao longo do texto, de atividades que configuram a construo do conhecimento por meio do dilogo e da pesquisa, rompendo com a tradio de separar o espao de aprendizado do espao de fixao que, alis, raramente um espao de discusso, pois, estando separado do discurso, desarticula o pensamento. Este livro tambm diferente porque seu processo de elaborao e distribuio foi concretizado integralmente na esfera pblica: os Folhas que o compem foram escritos por professores da rede estadual de ensino, que trabalharam em interao constante com os professores do Departamento de Ensino Mdio, que tambm escreveram Folhas para o livro, e com a consultoria dos professores da rede de ensino superior que acreditaram nesse projeto. Agora o livro est pronto. Voc o tem nas mos e ele prova do valor e da capacidade de realizao de uma poltica comprometida com o pblico. Use-o com intensidade, participe, procure respostas e arrisque-se a elaborar novas perguntas. A qualidade de sua formao comea a, na sua sala de aula, no trabalho coletivo que envolve voc, seus colegas e seus professores.

SumrioApresentao................................................................................................10 Contedo Estruturante: OrganizaodosSeresVivos IntroduodoContedoEstruturanteOrganizaodosSeresVivos .........................................................12 .

1 Bactrias:umuniversomicroscpico.......................................15 2 Vrus:fludovenenoso.........................................................31 . Contedo Estruturante: MecanismosBiolgicos IntroduodoContedoEstruturanteMecanismosBiolgicos...............44

3 Clula:queunidadeessaqueconstituiemantmtodososseresvivos?.............................................................47

4 Osmose:oequilbrionaturalenecessrio...................................63 5 Embries:afantsticaobraemconstruo!Comoaconteceesteprocesso?...............................................75

Contedo Estruturante: Biodiversidade IntroduodoContedoEstruturanteBiodiversidade...........................92

6 Ascobrasrastejamporquenotmpernasouelasnotmpernasporquerastejam?........................................95

7 Areproduoumaconseqnciadavidaouavidaumaconseqnciadareproduo? ...............................111 .

8 DNA:alongacadeiadavida....................................................129 9 Sangue:ummarvermelhoquesustentaavida............................145 . 10 Queheranaessa?..............................................................161 11 Biomas:parasosnaturaisourecursosinesgotveis?......................179

12 MataAtlntica:socorro!!!Cadvoc???.....................................193 13 Osproblemasambientaissodesencadeadospelaaohumanananaturezaousocastigodivino?................................................209

Contedo Estruturante: ImplicaesdosAvanosBiolgicosno FenmenoVIDA IntroduodoContedoEstruturanteImplicaesdos AvanosBiolgicosnoFenmenoVIDA..........................................224

14 Clulas-tronco:arealidadedemuitossonhosouafrustraodahumanidade?...................................................227

15 Clonagem:receitaprontaparaplanejarnovasgeraesouparaproduzirseresinimaginveis?:.......................................... 241

16 Vacinas:comoestariaahumanidadesemessesguerreirosemdefesadenossoorganismo?............255

17 Oalimentoquevocconsomediariamentetransgnico?...........................................269

EnsinoMdio

A p r e s e n t a o10 Apresentao

Prezado estudante do Ensino Mdio Voc est recebendo o Livro Didtico de Biologia. Com este material, voc ter a oportunidade de aprofundar e ampliar seus conhecimentos nesta disciplina, alm de buscar novos conhecimentos a partir das relaes interdisciplinares estabelecidas em cada um dos contedos especficos desenvolvidos. A Biologia, como Cincia, ao longo da histria da humanidade, vem construindo modelos para tentar explicar e compreender o fenmeno VIDA. Com isto, estuda os seres vivos quanto a: classificao; mecanismos de funcionamento; origem, evoluo e distribuio das espcies; e manipulao do material gentico pelo homem. A proposta deste Livro apresentar a Biologia a partir da concepo de Cincia como construo humana, buscando na Histria e na Filosofia da Cincia a fundamentao necessria para a compreenso da construo do pensamento biolgico. O Livro est organizado com base nos Contedos Estruturantes da disciplina, ou seja, contedos que se constituram historicamente e estruturam o Ensino da Biologia. Apresentamos, assim, os seguintes Contedos Estruturantes: Organizao dos seres vivos; Mecanismos biolgicos; Biodiversidade, e Implicaes dos avanos biolgicos no fenmeno VIDA.

Biologia

Para cada Contedo Estruturante, foram elaborados textos no formato Folhas. Esta nova forma de apresentao dos contedos prope o estudo dos conceitos da Biologia e de suas relaes interdisciplinares, a partir da leitura textual e da resoluo das atividades, bem como, do aprofundamento dos contedos estudados por meio das pesquisas e dos debates indicados no decorrer dos textos. Em cada Folhas, os contedos especficos sero desenvolvidos por professores e alunos, a partir das discusses sobre a problematizao inicial, e, na seqncia, pelo aprofundamento dos contedos da disciplina de Biologia e das disciplinas de relao interdisciplinar estabelecidas. Durante o estudo, a busca por outros referenciais da prpria disciplina e das disciplinas de relaes interdisciplinares envolvidas, permitiro o aprofundamento dos contedos e o entendimento de como estes so elementos importantes para a compreenso do momento histrico em que vivemos. Desta forma, o que se pretende com este material de apoio pedaggico despertar, no mbito da esfera escolar, as discusses conceituais da disciplina de Biologia, independente do tempo de aula necessrio para que ocorra a compreenso dos conceitos envolvidos. importante destacar que cada Folhas no apresenta todos os conceitos biolgicos que gostaramos que fossem estudados no Ensino Mdio, porm, a organizao do tempo e do encaminhamento das discusses sero determinantes para que, a partir dos recortes feitos, muitos outros conceitos sejam estudados e pesquisados. Bom estudo para todos!

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I n t r o d u o12 Introduo

OrganizaodosSeresVivosNeste Contedo Estruturante, voc encontrar uma proposta de estudo que torna possvel a compreenso da organizao dos seres vivos, relacionando a existncia de caractersticas comuns entre os mesmos. Independente do reino a que pertenam, todos os organismos vivos mostram certas caractersticas: todos so compostos por clulas; executam determinadas funes, simples ou complexas, que garantem a sua sobrevivncia de acordo com a escala evolutiva da espcie. Para classificar ou distribuir alguma coisa, alguns critrios precisam ser estabelecidos, pois nenhum sistema isolado de classificao completamente aceito por todos. Em relao a classificao e distribuio dos seres vivos, neste Livro utilizaremos o sistema dos cinco reinos de acordo com a proposta de Robert Whittaker (1920 1980), baseada no tipo de clula, no nvel de organizao celular, e no tipo de nutrio: Monera: procariontes unicelulares, auttrofos e hetertrofos; Protista: eucariontes unicelulares e pluricelulares, auttrofos e hetertrofos; Fungi: eucariontes unicelulares e pluricelulares; hetertrofos; Plantae: eucariontes pluricelulares, auttrofos. Animalia: eucariontes pluricelulares, hetertrofos. E quanto aos vrus? Voc percebeu que eles no esto includos nesta classificao com a qual nos propusemos trabalhar? Por que ser que eles no fizeram parte dessa classificao? Eles so ou no entidades vivas? O estudo desses organismos (vrus, bactrias, protozorios, algas, fungos, vegetais e animais), possibilita a compreenso da vida como manifestao de sistemas organizados e integrados, em constante interao com o ambiente fsico-qumico. Estes organismos perpetuam-se por meio da reproduo e modificam-se no tempo em funo de fatores evolutivos, originando a diversidade de formas vivas e as complexas relaes de dependncia entre elas e o ambiente em que vivem. Dessa forma, recentes estudos sobre

Biologia

a filogenia, a classificao e a organizao dos seres vivos possibilitam o conhecimento das caractersticas gerais e aspectos bsicos desses seres, o que permite ao ser humano reconhecer sua importncia ecolgica e econmica, interferindo no desenvolvimento de tecnologias para modificao do material gentico, importante para a produo de produtos farmacuticos, hormnios, vacinas, alimentos, medicamentos e as implicaes ticas, morais, polticas, econmicas e ambientais dessas manipulaes. O conhecimento sobre a ultra estrutura, metabolismo e propriedades hereditrias dos microrganismos, ao longo das ltimas dcadas, tem resultado no acmulo de novos conhecimentos que contribuem para atuais informaes sobre a natureza fundamental de todos os organismos vivos. Os seres microscpicos, por exemplo, contribuem com solues para muitos problemas humanos, tais como: melhoramento na produo de alimentos, explorao de minrios, e soluo para os derramamentos de leo. Por esta razo, mesmo as pessoas que no so cientistas, deveriam estar de alguma forma familiarizadas com as propriedades e atividades dos microrganismos no ambiente. Os resultados desses estudos so muito interessantes e iro ajud-lo a identificar quem so os diferentes seres vivos, desde aqueles microscpicos, como as bactrias, at os maiores, como os mamferos. Neste Livro, voc ter a oportunidade de conhecer melhor a estrutura organizacional dos seres vivos. No Folhas: Vrus: fludo venenoso, conhecer tambm os vrus, seres cuja especificidade estrutural tem causado muita controvrsia sobre sua identidade. J no Folhas: Bactrias: um universo microscpico, voc saber um pouco mais sobre as teorias evolucionistas, sobre a origem da vida, bem como a diversidade, importncia econmica, ecolgica e biotecnolgica dos seres microscpicos e macroscpicos e as transformaes que eles podem realizar no planeta. Bom estudo!

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OrganizaodosSeresVivos

Biologia

1BACTRIAS: UM UNIVERSO MICROSCPICO Dione Aparecida de Souza Dures1

sando seu conhecimento sobre Biologia, responda rpido: quais so os seres vivos mais abundantes da biosfera? Sero estes seres microscpicos ou macroscpicos ?

Elementos que compem a Biosfera. A Biosfera compreende parte do planeta ocupada pelos seres vivos. Geralmente, a expresso refere-se ao conjunto de todos os ecossistemas da Terra.1

Colgio Estadual Narciso Mendes - Santa Isabel do Iva - PR

Bactrias:umuniversomicroscpico

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EnsinoMdio Imaginem vocs que no passado, a cincia acreditou que os seres vivos criados por Deus permaneciam imutveis ao longo de sua vida. Esta concepo ficou conhecida como Teoria Fixista. Essas idias influenciaram o pensamento cientfico por um longo perodo. A partir do final do sculo XVIII, com os avanos da geologia e da paleontologia, as idias fixistas comearam a ser questionadas. Na Inglaterra, com a expanso ferroviria e a extrao mineral, a geologia avana e aprofunda seus conhecimentos com novos achados fsseis que surgem das escavaes promovidas pela extrao mineral. Esses achados fsseis trouxeram evidncias sobre a diversidade e alteraes dos grupos de seres vivos, propondo novas explicaes para o problema da histria geolgica da Terra, contrapondo-se ao fixismo. As idias evolucionistas se fortalecem como uma nova explicao para a origem da vida. Mesmo assim, com o achado de fsseis marinhos nas rochas das montanhas, os defensores do fixismo lanaram a hiptese de que os achados eram restos de criaturas mortas durante o Dilvio Universal, pois segundo a Bblia, nesse perodo, FIGURA 1 Rplica do Archaeopteryx, dinossauro do Perodo Jurssico, as guas cobriram tosendo mais antigo a apresentar penas, mostrando o seu parentesco com as talmente os picos das aves. Fonte: Foto cedida pelo Professor Dr. Luiz Eduardo Anelli, Museu de montanhas.Geocincias da Universidade de So Paulo.

Voc sabia ... que at o sculo XVIII as idias criacionistas explicavam a existncia dos fsseis (FIGURA 1) como pedras com formatos estranhos ou ento moldes imperfeitos descartados no momento da criao?

No solta um corvo e depois uma pomba. E soltou um corvo, que saiu indo e voltando at que as guas se secaram de sobre a terra. Depois, soltou uma pomba, a ver se as guas tinham minguado de sobre a terra. (...) E esperou ainda outros sete dias e enviou fora a pomba, mas no tornou mais a ele. E aconteceu que, no ano de seiscentos e um, no ms primeiro, no primeiro dia, as guas se secaram de sobre a terra. Ento No tirou a cobertura da arca e olhou, e eis que a face da terra estava enxuta. E no segundo ms, aos vinte e sete dias, a terra estava seca.Fonte: BBLIA, 1995. (Adaptado do Livro do Gnesis cap. 7 e 8)

O Dilvio foi um episdio obscuro da histria da humanidade e est descrito na Bblia. No construiu uma arca para abrigar um casal de cada espcie de animal e sua prpria famlia, enquanto Deus inundava toda a Terra com uma chuva que durara 40 dias e 40 noites. Fonte: Miguel ngelo, MICHELANGELO DI LODOVICO BUONARROTI SIMONI (1475 - 1564), The Deluge, 1508-09, oitava cena da ordem cronolgica da histria bblica do trabalho feito por Michelangelo no teto da Capela Sistina, Vaticano. 280 x 570 cm. Tcnica: Afresco ou fresco. Web Gallery of Art.

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Biologia

ATIVIDADECom as informaes fornecidas at o momento, voc j tem condies de responder: Qual a importncia dos achados fsseis para o estudo dos seres vivos?

A pr-histria do Paran Fsseis da era Paleozica so coletados por acadmicos de Biologia(Faculdade Estadual de Filosofia, Cincias e Letras de Cornlio Procpio - FAFICOP)

O Paran pode ser delimitado, de acordo com sua topografia, em cinco grupos de paisagens naturais: o litoral, a Serra do Mar, o primeiro planalto, ou de Curitiba, o segundo planalto, ou de Ponta Grossa, e o terceiro planalto, ou de Guarapuava. A constituio litolgica do segundo planalto o Planalto de Ponta Grossa devido a depsitos sedimentares, ocorridos em ambientes marinho e continental, formados na era Paleozica, com idades oscilando entre 570 e 230 milhes de anos a.C.Fonte: http://faficp.br/noticias/2004/ndxpai.html. Foto de Juliana Gomes.

A idia criacionista, entretanto, no foi aceita por todos, e pouco a pouco, a interpretao literal do livro do Gnesis, mesmo tendo uma forte influncia sobre o pensamento humano, teve que dar lugar a sede de conhecimento, buscando uma nova compreenso da histria da vida na Terra. Essa idia est fundamentada no livro do Gnesis, que explica a criao da Terra e de todos os seres vivos como obra de Deus. Leia no box abaixo alguns fragmentos da criao, segundo a viso bblica:No princpio, criou Deus os cus e a terra.(...) E disse Deus: produza a terra alma vivente conforme a sua espcie; gado, e rpteis, e bestas-feras da terra conforme a sua espcie. E assim foi. E fez Deus as bestas-feras da terra conforme a sua espcie, e o gado conforme a sua espcie, e todo o rptil da terra conforme a sua espcie. E viu Deus que era bom. E disse Deus: faamos o homem nossa imagem, conforme a nossa semelhana; e domine sobre os peixes do mar, sobre as aves dos cus, e sobre toda a terra, e sobre todo o rptil que se move sobre a terra. E criou Deus o homem sua imagem; imagem de Deus o criou; macho e fmea os criou. (...)BBLIA, 1995. Adaptado do Livro do Gnesis cap.1.


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EnsinoMdio As teorias que explicam a origem do universo e da vida so, sem dvida, um antigo dilema na histria da filosofia cientfica. De um lado, o universo e todos os seres vivos teriam sido criados por ato direto e especial de Deus; por outro lado, teriam surgido por acaso e se desenvolvido pelos mecanismos naturais da evoluo que teria produzido a fabulosa variedade dos seres vivos atuais. Enfim, so muitas as teorias que explicam o processo de criao e evoluo dos seres vivos, mas no contemplaremos todas elas neste Folhas.No entanto, voc poder pesquisar sobre a teoria da evoluo, neste Livro Didtico Pblico, no Folhas: As cobras rastejam porque no tem pernas ou elas no tm pernas porque rastejam?

Voc pode estar se perguntando por que demoramos tanto tempo para aceitar as evidncias acerca dos fatos que auxiliam no entendimento sobre a evoluo dos seres vivos! Hobsbawm, em seu livro A Era das Revolues, discorre sobre a influncia das presses poltico-sociais sobre a produo cientfica. Questiona ele: quais seriam as conseqncias das idias evolucionistas para a estabilidade poltico-social defendida e apregoada pela Igreja em nome da Providncia Divina? (2001, p. 312). As presses polticas acabavam favorecendo a divulgao, ao pblico, dessa nova teoria. Mas havia, por parte de alguns setores da sociedade, resistncia s idias evolucionistas e preocupao com as conseqncias desastrosas que poderiam ocasionar um caos social. Sob a influncia da idia criacionista, a hierarquia social e a distribuio de bens mantinham-se estveis e inquestionveis, pois o servo acreditava que sua posio social era dada por Deus. A maioria da populao passava a vida sem lutar para mudar sua condio social. Esta condio favorecia alguns grupos que mantinham a maioria da populao num regime de servido. Sua riqueza jamais seria questionada, pois foi ddiva divina, merecimento.

A cena representa um episdio do Livro do Gnesis no qual Deus cria o primeiro homem: Ado. Fonte: Miguel ngelo, MICHELANGELO DI LODOVICO BUONARROTI SIMONI (1475 - 1564), The Creation of Adam, 1510-11, quarta cena da ordem cronolgica da histria bblica do trabalho feito por Michelangelo no teto da Capela Sistina, Vaticano. 280 x 570 cm. Tcnica: Afresco ou fresco. Web Gallery of Art.

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Biologia As idias evolucionistas trariam inquietao populao. Se os seres marinhos sofrem evoluo ao longo de sua vida, por que o homem tambm no evoluiria? Na perspectiva das Cincias Sociais, especificamente da Antropologia, a discusso sobre a evoluo humana legitimou a hierarquizao dos seres humanos. Isso fez com que alguns povos europeus se julgassem superiores aos outros povos que no se enquadravam no modelo preestabelecido pelas idias evolucionistas, classificando e subjugando o diferente como inferior. Contudo, muitas crticas foram levantadas a partir do final do sculo XIX, desmontando, tanto nas Cincias Sociais quanto nas Naturais, tais idias e prticas, pois, ao longo da histria, essas idias legitimaram a discriminao, preconceitos, desigualdades sociais e muitas prticas violentas de dominao.

DEBATEEm termos de evoluo, os fsseis so ento o testemunho concreto da transformao das espcies no tempo. Algumas espcies desapareceram e outras, suas descendentes, se desenvolveram em tempos subseqentes. (Questo 11, vestibular 2005, UEPG). Voc concorda com tal afirmao? Justifique e discuta em sala.

Afinal,oqueevoluo?Como voc pode perceber, as idias evolucionistas estavam presentes mesmo antes da Teoria Evolucionista se consolidar. J no sculo VI a.C., a hiptese da evoluo da vida na Terra havia sido apresentada por alguns filsofos gregos, como: Tales, Anaximandro e Empdocles. Passados aproximadamente 25 sculos, no sculo XIX, os novos conhecimentos sobre a difuso dos organismos no tempo e no espao geolgico reacenderam o interesse e a discusso sobre evoluo dos seres vivos na Terra. Em 1859, o naturalista ingls Charles Darwin (1809 - 1882), estimulado pelas idias evolucionistas presentes no contexto histrico e social da poca, coleta e estuda seres vivos e fsseis durante sua viagem ao redor do mundo, publicando o livro A origem das espcies, dez anos aps o seu retorno, no qual exps a sua explicao sobre a Teoria da Evoluo das Espcies. Em poucas palavras, essa teoria afirma que as espcies atuais so descendentes de outras que viveram no passado e que ambas possuem ancestrais comuns. Quanto aos seres

Tales de Mileto (data aproximada 645 a.C. - 547 a.C.), filsofo apontado como um dos sete sbios da Grcia Antiga. Fonte: GNU Free Doc. Licence, www.wikipedia.org


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EnsinoMdio humanos, a teoria afirma, por exemplo, que ns e os chimpanzs pertencemos, hoje, a espcies obviamente diferentes, mas nossos antepassados, h milhes de anos, pertenceram mesma espcie. Atualmente, estudos sobre a teoria da evoluo baseiam-se na reconstruo da histria evolutiva, agregando as evidncias fsseis aos estudos da anatomia, embriologia, fisiologia comparada e gentica dos organismos, buscando relaes filogenticas: quanto maior a afinidade entre duas espcies, maior a probabilidade de terem um ancestral comum.

Masondecomeaahistriaevolutivadavida?Com o advento da evoluo, os cientistas passaram a acreditar que todos os seres vivos existentes na Terra tiveram origem comum, a partir de uma nica clula, h aproximadamente, 3,5 bilhes de anos. Essa clula, segundo a teoria evolutiva, seria simples, porm, muito semelhante quelas que conhecemos hoje e que formam os seres procariontes e eucariontes. Somente 2,5 bilhes de anos aps o surgimento dos organismos procariontes, o processo evolutivo daria origem aos primeiros seres eucariontes mais complexos quanto organizao celular.

Seres procariontes so aqueles que no possuem ncleo celular organizado. Seu material gentico est solto no citoplasma.

Seres eucariontes so aqueles que possuem ncleo celular organizado, delimitado por uma membrana. Seu material gentico est dentro do ncleo.

Comoumanicaclulapodedarorigema tamanhadiversidadeentreosseresvivos? difcil responder a essa pergunta com preciso, mas sabemos que a diversidade dos seres vivos do nosso planeta se manifesta em todos os nveis de organizao da clula aos ecossistemas e diz respeito a todas as espcies vegetais, animais e aos microrganismos. A variedade desses seres fundamental para que eles possam enfrentar as modificaes ambientais. Quanto maior a diversidade, maior a opo de respostas da natureza, pois a distribuio dos seres vivos no planeta no homognea, nem esttica.

Existem sete espcies de tartarugas marinhas, agrupadas em duas famlias - a das Dermochelyidae e a das Cheloniidae. Dessas, cinco so encontradas no Brasil: 1. Tartaruga-Cabeuda (Caretta caretta); 2. Tartaruga-Gigante (Dermochely coriacea); 3. Tartaruga-de-Pente (Eretmochelys imbricata); 4. Tartaruga-Verde (Chelonia mydas); 5. Tartaruga-Oliva (Lepidochelys olivacea). Fonte: Projeto Tamar.

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Biologia sabido que as formas de vida, inclusive a do homem, no foram sempre assim como conhecemos hoje. Desde que a vida surgiu no planeta Terra, vem sofrendo modificaes, sejam elas provocadas pelo meio externo ou pelo meio interno (pH do citoplasma, herana gentica, entre outros fatores). Os bilogos avaliam que, desde o surgimento da vida, existiram de 100 a 250 milhes de espcies, 90% das quais j desapareceram por completo. Essa diversidade biolgica tem sua origem na variabilidade gentica e nos processos de adaptao que permitem aos seres vivos responder enorme variedade de estmulos do ambiente. Como o ambiente e as situaes que ele impe aos seres vivos, mudam continuamente, novas adaptaes aconteceram e continuam acontecendo. As espcies que no so bem sucedidas entram em extino (seleo natural). Entretanto, o carter evolutivo no est restrito aos seres vivos, mas ao prprio meio, que tambm est sujeito ao destes seres. Atualmente, so conhecidos entre o total de organismos, como animais, plantas, fungos e microrganismos, aproximadamente 1.700.000 espcies, mas os cientistas estimam que exista mais de 10 milhes de organismos ainda por descobrir e que, infelizmente, muitos deles desaparecero antes que o homem possa conhec-las.Cada organismo possui estruturas, funes e comportamentos que lhe permitem sobreviver, reproduzir e desfrutar dos recursos do ambiente no qual vive, ou seja, resolver problemas que o ambiente pode apresentar. Chamamos esse processo de adaptao.

DEBATEVoc j parou para pensar! Por que existem tantos tipos diferentes de seres vivos? Por que alguns seres se assemelham mais do que outros? Por que existem tantos tipos de rvores? Por que uma laranjeira e um limoeiro so parecidos, enquanto uma macieira e um jatob so to diferentes?

Foi a partir de indagaes como essas que os pesquisadores procuraram elaborar um sistema de classificao, numa tentativa de organizar a incrvel abundncia do mundo natural. E foi por meio da observao e da reflexo, que a humanidade foi conhecendo aspectos importantes a respeito dos seres vivos, os quais serviram como critrio para identificao, a base para a sua classificao.


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EnsinoMdio Analise as figuras a seguir:

ATIVIDADESepare as figuras acima em 2 grupos: Tendo os 2 grupos formados, separe novamente as figuras em 4 grupos. Agora, tente separar as figurar formando mais de 4 grupos. Discuta com seus colegas: Para separar os grupos, voc usou algum critrio? Qual? Por qu? Foi fcil separ-los em 2 grupos? E em 4 grupos? E em mais de 4 grupos? O que classificar? Qual a importncia de um sistema de classificao?

Com atividades como esta voc pode verificar que, ao longo da histria, o homem aprendeu que a prtica de classificar seres e objetos facilita a manipulao, alm de permitir que seu estudo seja compartilhado entre pessoas, constituindo um eficiente mtodo de comunicao. importante que voc saiba que nenhum sistema de classificao completamente aceito por todos os bilogos. Um dos mais aceitos na comunidade cientfica, atualmente, o Sistema de Classificao em Trs Domnios, por possurem um ancestral comum na evoluo: Archaea e Bactria (seres procariontes), e Eukarya (seres eucariontes). Mas, para facilitar a compreenso da distribuio dos seres vivos, utilizaremos o Sistema de Classificao em Cinco Reinos (FIGURA 1), proposto em 1969 pelo zologo Robert H. Whittaker (1920-1980), tendo 22 OrganizaodosSeresVivos

Biologia como base para este sistema, a maneira pela qual os organismos obtm nutrientes de sua alimentao e como principal vantagem a clareza com que lida com os microrganismos. Fizemos tal escolha por ser o sistema de classificao que voc j utiliza para identificar os seres vivos.

FIGURA 1 Esquema dos Reinos dos seres vivos proposto pelo zologo Robert H. Whittaker, em 1969.

As caractersticas e os membros de cada um dos cinco reinos esto resumidos no quadro abaixo:Reinos Membros Organizao celular Tipo celular Monera bactrias e cianobactrias Protista protozorios e algas unicelulares e pluricelulares eucariontes ingesto ou absoro (hetertrofos), alguns fotossintetizantes (auttrofos) assexuada ou sexuada Fungi cogumelos, orelha-de-pau, bolores e leveduras unicelulares e pluricelulares eucariontes Plantae musgos, samambaias, pinheiro, laranjeira, etc pluricelulares eucariontes Animalia estrela-do-mar, minhoca, sapo, homem, etc pluricelulares eucariontes

unicelulares procariontes absoro (hetertrofos), alguns fotossintetizantes outros quimissintetizantes (auttrofos) assexuada ou sexuada*

Nutrio

absoro (hetertrofos)

ingesto, absorvente, ocasionalmente fotossintetizan- alguns parasitas tes (auttrofos) por absoro (hetertrofos) assexuada ou sexuada assexuada ou sexuada

Reproduo

assexuada ou sexuada

* Considera-se a troca de material gentico no processo de conjugao de bactrias como um tipo de reproduo sexuada.


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PESQUISACaso voc no lembre dos termos usados no quadro anterior, faa uma pesquisa e construa seu prprio glossrio de Biologia. A partir da classificao dos trs domnios e a classificao dos cinco reinos, faa um relato das diferenas entre os dois sistemas de classificao.

Vocjparouparapensar:comaexistncia detantadiversidade,quaissoosseresmais abundantesdabiosfera?No esquema de classificao apresentado, os procariontes constituem o reino Monera, considerado o reino mais primitivo e normalmente obtendo alimento por absoro, no caso das bactrias, e por fotossntese ou quimiossntese, no caso das cianobactrias. O reino Protista inclui os microrganismos eucariontes e j apresentam trs tipos de nutrio: por ingesto ou absoro, no caso dos protozorios e pela fotossntese, no caso das algas unicelulares.

Esquema da classificao dos seres vivos em cinco reinos.

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Biologia Os organismos eucariontes superiores so colocados nos reinos: Fungi (absorvem os nutrientes, por no apresentarem pigmento fotossintetizante, a clorofila), Plantae (plantas verdes e algas superiores fotossintetizantes) e Animalia (que ingerem os alimentos e em alguns casos, como dos parasitas, que obtm seus nutrientes por absoro). Neste universo to diversificado de seres vivos, cada qual com caractersticas prprias, a reproduo vem como diferencial para resolvermos o problema inicial sobre os seres mais abundantes que existem. Em condies adequadas de alimento e temperatura, uma bactria pode reproduzir-se a cada 20 minutos, dando origem, 11 horas depois, a seis bilhes de clulas (nmero prximo da populao humana mundial em 1999, segundo dados da ONU). Os Protistas no se desenvolvem a partir de um embrio, como ocorre em plantas e animais, no se desenvolvem a partir de esporos caractersticos como nos fungos, e nem com a rapidez das bactrias. Como exemplo, temos a ameba (figura 2), que em condies ideais de laboratrio (24 C), necessita de alguns dias para se reproduzir. No caso dos fungos, eles tm em comum com as plantas a formao de esporos, por esta razo, foram por muito tempo classificados no reino das plantas. Porm hoje formam um grupo parte. Sabe-se que no formam sementes, FIGURA 2 ameba (Entamoeso desprovidos de pigmentos fotossintetizantes e respon- ba histolytica).Esquema de uma organismos uniceAs amebas so sveis pelos processos decompositores. Quanto reprodululares e pertencem ao grupo de protozorios denominados de Rizpodes, filo Sarcodina e reino o vamos usar um exemplo muito conhecido, o fermento Protista. Nutrem-se por fagocitose e por pinocitose. Albiolgico comprado no supermercado, conhecido como lgumas amebas causam doenas como a Entamoeba histolytica (amebase), enquanto outras, como a vedo, cujo nome cientfico Entamoeba coli que habita o intestino humano e conSaccharomyces cerevisiae. Ao tribui com o equilbrio do mesmo. A digesto nas amelongo de sua vida, uma clubas intracelular ocorrendo no interior dos vacolos digestivos. Podem ter at meio milmetro de dimetro la, por gemao, pode produe viver livremente ou parasitando um outro ser vivo. zir cerca de 20 clulas-filhas. Temos tambm nesse grupo o champignon Agaricus Fungo da espcie Agaricus bisporus. ori- bisporus que leva em mdia ginrio da Frana e pertence Diviso Ba- 20 dias para se reproduzir. sidiomycota, do Reino Fungi. Fonte: GNU Mas existem seres que Free Doc. License, www.wikipedia.org necessitam muito mais tempo para a reproduo, como a Pitangueira, uma Angiosperma que leva de sete a oito anos, em condies favorveis de solo, clima e luminosidade, para gerar seus descendentes. Araucaria angustifolia (pinheiro-do-paran). Iniciada a Entretanto, dentro das Gimnospermas, existem outras produo de sementes, a rvore produz em mdia 40 pinhas por ano. Fonte: www.diaadiaeducacao.pr.gov.br espcies que levam muito mais tempo para alcanar a maturidade de reproduo, como o caso da Araucaria angustifolia (Pinheiro do Paran), com tempo estimado entre 18 a 20 anos. Bactrias:umuniversomicroscpico 25

EnsinoMdio No reino Animalia incluem-se os animais derivados de zigotos (uma clula formada pela unio de dois gametas, tais como vulo e espermatozide). O tempo aproximado de incubao caracterstico para cada espcie. No caso de um anfbio muito comum, o sapo, por exemplo, do momento da fecundao at a metamorfose completa de cada indivduo, leva em mdia 3 meses. J nos grandes mamferos, 9 meses na espcie humana, e 20 meses no elefante.

ATIVIDADETendo como base a reproduo comparativa entre os cinco reinos, voc j tem condies de responder quais so os seres mais abundantes, micro ou macroscpicos? Justifique.

No interior da bactria, alm do citoplasma encontramos o nucleide, regio onde se localiza o cromossomo bacteriano. Alm desse cromossomo, a bactria pode apresentar pequenos cromossomos, tambm circulares, localizados fora do nucleide, denominados plasmdeos. Fonte: JUNQUEIRA e CARNEIRO (2005, p. 268).

FIGURA 3 Esquema da produo de insulina resultante de tcnica de engenharia gentica.

O mundo microbiano composto por seres que no podem ser vistos a olho nu. So seres muito abundantes no planeta, por serem encontradas nos mais variados ambientes. Seu pequeno tamanho permite um metabolismo elevado, crescimento incrivelmente rpido e velocidade na converso de nutrientes em energia, como o caso das bactrias. Dentre todos estes fatores envolvendo as bactrias, est a a razo pela qual so amplamente utilizadas em pesquisas cientficas e atualmente em grande escala, na engenharia gentica. A engenharia gentica desenvolveu tcnicas capazes de transferir genes de um ser vivo para outro. Por exemplo, quando o gene responsvel pela produo do hormnio insulina, em seres humanos, transplantado para o interior de certas bactrias, elas passam a produzir o mesmo hormnio, seguindo a informao determinada pelo gene humano (FIGURA 3). Esse um exemplo de como os cientistas podem dirigir o comportamento de bactrias geneticamente modificadas para fins previamente definidos. As bactrias portadoras de genes transplantados atuam como fbricas a servio dos interesses humanos.

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Biologia Sem dvida, estamos diante de um dos acontecimentos mais importantes da histria da humanidade, com repercusses incalculveis em todos os setores da nossa vida. De tal forma, e em tamanha profundidade, podemos dividir a nossa histria em pr e ps-engenharia gentica, pelos impactos e modificaes dessa biotecnologia na medicina, na pecuria, na agricultura e na vida em sociedade. De fato, temos que concordar: as bactrias esto por toda parte, com uma funo ecolgica de fundamental importncia para a manuteno de vida no planeta. Portanto, vrios so os motivos que justificam a importncia do mundo bacteriano para a humanidade.Bombas de chocolate? Os doces esto geralmente a salvo da contaminao microbiana, pelo fato de que, sua elevada concentrao de acar cria uma presso osmtica elevada demais para que a maioria dos organismos possa sobreviver. No entanto, os amantes do chocolate podem ficar surpresos ao descobrirem que as famosas bombas de chocolate podem realmente explodir! Voc sabe por qu? O creme que recheia esses doces pode estar contaminado com Clostridium, um tipo de bactria que produz um gs, o qual faz com que seus chocolates favoritos explodam! (Adaptado de BLACK, J.G. 2002, p.696).

Fotomicrografia em colorao por violeta de genciana de Clostridium botulinum. Os Clostridium botulinum so grandes bacilos gram-positivos, com cerca de 8 micrmetros. Produzem toxinas que podem provocar o botulismo, uma forma de intoxicao alimentar rara, mas potencialmente fatal, presente em alimentos contaminados e mal conservados. Agem como neurotoxinas paralisando os msculos, e, em grande quantidade, podem paralisar o diafragma e impedir a respirao normal, levando morte por asfixia. Fonte: CDC - Centro de Controle e Preveno de Doenas, Departamento de Sade e Servios Humanos, Governo dos Estados Unidos.


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RefernciasBibliogrficasBBLIA. Portugus. Bblia sagrada. So Paulo: Sociedade Bblica do Brasil, 1995. BLACK, J. G. Microbiologia: fundamentos e perspectivas. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2002. HOBSBAWM, E. J. A era das revolues: Europa 1789 1848. Rio de Janeiro: Paz e Terra, 2001. JUNQUEIRA, L. C.; CARNEIRO, J. Biologia Celular e Molecular. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2005.

ObrasConsultadasCURTIS, H. Biologia. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 1997. DARWIN, C. A origem das espcies. So Paulo: Hemus, 1990. FARACO, C. E. et al. Impactos da cincia e da tecnologia na sociedade atual. In: Ofcio do professor: Aprender mais para ensinar melhor. So Paulo: Abril, 2004. JOLY, A. B. Botnica: introduo taxonomia vegetal. So Paulo: Editora Nacional, 2002. MACHADO, S. Biologia: de olho no mundo do trabalho. So Paulo: Scipione, 2003. OLIVEIRA, F. Biotica: uma face da cidadania. So Paulo: Moderna, 1997. PELCZAR Jr. , M. et al. Microbiologia: conceitos e aplicaes. So Paulo: Makron Books do Brasil, 1996. PEREIRA, M. S. O curioso mundo das bactrias. Revista Cincia Hoje das Crianas, Rio de Janeiro, n. 09, 2. ed. ano 13, dez. 2000. RAW, I.; SANTANNA, O. A. Aventuras da microbiologia. So Paulo: Hacker Editores, 2002. STORER, T. I. et al. Zoologia geral. So Paulo: Editora Nacional, 2003. TRABULSI, L. R. et al. Microbiologia. 4 ed. So Paulo: Atheneu, 2004.

DocumentosConsultadosOnlInEFACULDADE ESTADUAL DE FILOSOFIA, CINCIAS E LETRAS DE CORNLIO PROCPIO. A pr-histria do Paran. Jornal Notcias da FAFICP, n. 5, 01 jul. 2004. Disponvel em: Acesso em: 15 jul. 2005. MANFIO, G. P. (coord.) Bactrias de interesse ambiental e agroindustrial. Base de Dados Tropical, Fundao Andr Tosello. Disponvel em: Acesso em: 15 jul. 2005. UNIVERSIDADE ESTADUAL DE PONTA GROSSA. 2 concurso vestibular de 2005, Comisso Permanente de Seleo, Questes de biologia. Disponvel em: Acesso em: 15 set. 2005.

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ANOTAES


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Biologia

2VRUS: FLUDO VENENOSO Dione Aparecida de Souza Dures1

final, vocs so seres vivos ou no vivos?

Puxa! Que gripe!

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Colgio Estadual Narciso Mendes - Santa Isabel do Iva - PR

Vrus:fludovenenoso

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EnsinoMdio Voc sabia que na antiga Grcia acreditava-se que doenas da humanidade haviam sido trazidas por Pandora, a Eva grega, guardi de uma certa caixa cujo contedo ela desconhecia? Conta a histria que certa vez, por curiosidade, Pandora resolveu abrir a caixa e, ao levantar a tampa, deixou escapar todos os males do mundo. Por sorte, o deus Asclpio (tambm chamado Esculpio, pelos romanos) possua um basto com uma cobra enroscada, cujo poder espantava as doenas. No sculo XVII, por volta de 1630, aconteceram muitos flagelos de doenas infecciosas, como a peste bubnica que voltou a atingir a Europa, causando 86 mil mortes. Esse fato fez com que as pessoas deixassem de acreditar no mito de Pandora e passassem a aceitar a explicao que essas epidemias eram causadas por influncia dos astros. Como a astronomia estava em expanso, o fsico alemo Johannes Kepler (1571 1630), descreveu as leis planetrias e anunciou que a peste era influenciada pelos planetas. Surge ento essa nova explicao para a origem das doenas, o movimento dos planetas. tambm a partir dessa explicao que surge o termo Influenza, a influncia dos astros.

Na mitologia grega, Pandora (bem-dotada) foi a primeira mulher, criada por Zeus como punio aos homens pela ousadia do tit Prometeu em roubar aos cus o segredo do fogo. Em sua criao os vrios deuses colaboraram com partes: Hefestos moldou sua forma a partir de argila, Afrodite deu-lhe beleza, Apolo deu-lhe talento musical, Demter ensinoulhe a colheita, Atena deu-lhe habilidade manual, Poseidon deu-lhe um colar de prolas e a certeza de no se afogar, e Zeus deu-lhe uma srie de caractersticas pessoais, alm de uma caixa, a caixa de Pandora. Fonte: JULES JOSEPH LEFEBVRE (1836 - 1911), Pandora II, 1882, Frana. 96,5 x 79,9 cm. Tcnica: leo sobre tela de tecido. The Art Renewal Center - Lefebvre Gallery, Port Reading, New Jersey, EUA.

Modelo contnuo do sistema solar de Kepler, o Mysterium Cosmographicum (1596). Fonte: NEGUS, Kenneth G. The astrology of Kepler. Princeton, Nueva Jersey: Eucopia Publications, 1987.

Johannes Kepler (1571 1630). Kepler formulou as trs leis fundamentais da mecnica celeste, conhecidas como leis de Kepler. Dedicou-se tambm ao estudo da ptica. Fonte: GNU Free Doc. License, www.wikipedia.org

Por muitos sculos, as doenas foram associadas s crenas e supersties. Porm, com os estudos sobre as clulas e os microrganismos, diretamente ligados ao aperfeioamento do microscpio, esses fatos foram sendo esclarecidos.

Microscpio de Robert Hooke. Afbeelding uit Hookes Micrographia, Londen, 1664. Fonte: Deutsches Museum (www.deutsches-museum. de) - Museu alemo dedicado s Cincias, situado em Munique, na Alemanha.

Por volta de 1665, Robert Hooke (1635-1703), na Inglaterra, e Jan Swammerdam (1637-1680), na Holanda, construram microscpios de pequena resoluo que permitiram descobertas importantes sobre microrganismos. Robert Hooke (1635-1703) foi um dos maiores cientistas experimentais ingleses do sculo XVII e, portanto, uma das figuras chave da Revoluo Cientfica. Fonte: GNU Free Doc. Licence, www.wikipedia.org

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Biologia Antony van Leeuwenhoek (FIGURA 1), tambm holands, por volta de 1668, aprendeu a polir lentes com muita preciso, com as quais observou fios de cabelo, pulgas e pequenos insetos, alm de realizar a primeira descrio detalhada dos glbulos vermelhos. Leeuwenhoek descreveu diferentes seres vivos, seus tamanhos, como se moviam e quanto tempo viviam as bactrias, algas e protozorios presentes nas guas de riachos e lagoas. Estes pequenos seres vivos foram descritos como animlculos. Inicia-se a partir desses fatos, a histria da microbiologia. Microscpio construdo por Leeuwenhoek. Fonte: Este instrumento tem um fator de ampliao de aproximadamente 275 vezes. Pertence a coleo de microscpios do Museu Universitrio de Utrecht, Holanda.

FIGURA 1 - Antony van Leeuwenhoek (1632-1723). Cientista conhecido pelas suas contribuies para o melhoramento do microscpio, alm de ter contribudo com as suas observaes para a biologia celular. Fonte: GNU Free Doc. Licence, www.wikipedia.org

ATIVIDADEO aperfeioamento dos sistemas pticos melhorou cada vez mais a qualidade e a riqueza de detalhes das imagens microscpicas, portanto, os microscpios so considerados uma tecnologia a servio da cincia. a) Voc concorda com essa afirmao? Justifique. b) Qual a importncia do estudo da microbiologia para a humanidade?

A AVENTURA DA VIROLOGIA! Em 1898, Friedrich August Lffler, foi encarregado de investigar a febre aftosa, molstia que infectava o gado, produzindo ulceraes na boca e nos cascos. Lffler e Paul Frosch testaram dezenas de meios para cultivar o agente desta doena, em meios aerbios na presena de oxignio e usando hidrognio, cido sulfdrico e dixido de carbono, para fazer crescer bactrias anaerbias. No conseguiram detectar qualquer bactria. Mesmo assim, coletaram lquido das vesculas infectadas, que quando inoculado na mucosa de vitelas transmitia a doena. Decidiram ento diluir o lquido num tipo de filtro que retinha todas as bactrias. Testaram para detectar se havia alguma substncia capaz de imunizar os animais. Para surpresa, quando inocularam o filtrado em vitelas, em vez de imuniz-las, os animais ficaram doentes e a infeco se alastrou. (Adaptado de: RAW e SANTANA, 2002, p.120) Friedrich August Johannes Lffler (1852 - 1915) era um bacteriologista alemo na Universidade Ernst Moritz Arndt, Greifswald, Alemanha. Entre suas descobertas est o organismo que causa a difteria (Corynebacterium diphtheriae). Fonte: History of Medicine Library & Museum, http://clendening.kumc.edu

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ATIVIDADEPensando no experimento de Lffler e Frosch, o que so bactrias aerbias e bactrias anaerbias? Os dois pesquisadores testaram dezenas de meios para cultivar o agente da doena que afetava o gado, porm no encontravam as bactrias. O que poderia estar acontecendo? Justifique. Quando tentaram imunizar os animais inoculando um filtrado, perceberam ainda que a doena persistia e a infeco se alastrou. Por qu? Para explicar tais resultados, eles pensaram em duas possibilidades: o filtrado livre de bactrias continha uma toxina extremamente potente. o agente causador da doena, que at ento no fora descoberto, seria to pequeno que os poros do filtro no o reteriam. Em qual das duas possibilidades voc v uma explicao para o fato descrito no texto do quadro? Justifique. A febre aftosa, doena que os pesquisadores tentavam encontrar seu agente patolgico, tem alguma relao com a doena atual?

Relatrio que Friedrich A. Lffler fez s autoridades locais, Alemanha,1898: Graas ao uso do telgrafo para informar sobre os novos surtos de febre aftosa que sua Excelncia colocou a nossa disposio, atravs de contatos com funcionrios de muitas localidades, foi possvel obter extensas quantidades de material fresco para estes estudos. Como descobrimos que bactria penetra nas vesculas depois de alguns dias, decidimos usar sempre vesculas frescas para nossos estudos. Vesculas frescas so relativamente raras... (RAW e SANTANA, 2002, p. 120).

DEBATEQual a importncia dos meios de comunicao para poca, final do sculo XIX ? Qual a influncia dos avanos tecnolgicos nos meios de comunicao? Faa uma relao entre as pesquisas cientficas feitas naquela poca e das pesquisas feitas nos dias atuais.

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Biologia A primeira referncia aos vrus foi feita por Louis Pasteur (1822 1895) no final do sculo XIX. Em 1880, na tentativa sem sucesso, de cultivar o agente causador da raiva (hidrofobia), Pasteur utilizou o termo vrus, que em latim significa veneno. Poucos anos depois, desenvolveu-se a tcnica de esterilizar solues por filtrao. Os filtros eram capazes de reter as bactrias, mas deixavam passar alguns agentes patognicos - microrganismos menores que as bactrias. Em 1892, o botnico Dmitry Ivanovski (1864 1920) caracterizou o vrus do mosaico do tabaco (doena comum nas folhas do tabaco). Mas somente em 1899, o botnico Mariunus Willen Beijerinck (1851 1931), investigando a mesma doena, descobriu que injetando extratos das folhas de tabaco doente, transmitia para plantas sadias a mesma doena. Acreditavam, ento, tratar-se de germe vivo solvel, que se proliferava em clulas vivas das plantas. Alguns anos mais tarde, entre 1915 e 1917, dois bacteriologistas descobrem a existncia de seres que comem bactrias, denominando-os de bacterifago (vrus que atacam bactrias).

Louis Pasteur em seu laboratrio. Pasteur foi um cientista francs cujas descobertas tiveram enorme importncia na histria da cincia. A ele se deve a tcnica conhecida como pasteurizao. Fonte: ALBERT GUSTAF ARISTIDES EDELFELT (1854 - 1905), Portrait of Louis Pasteur, 1885, Fotografia exposta atualmente no Museu de Orsay, Paris, Frana.

Entoat1917noseconheciaaexistncia dosvrus?Os registros de doenas provocadas por vrus so milenares. Hierglifos datados de 1400 a.C. descrevem a sintomatologia da poliomielite. A perna atrofiada da figura masculina neste baixo relevo do Egito Antigo, indica a existncia da poliomielite na Antigidade. Hierglifo que representa um homem e sua famlia entregando oferendas deusa Astarte (deusa do amor e fertilidade). O homem tem a perna fina, debilitada e muitos a consideram como sendo a primeira imagem de um enfermo de poliomielite. Fonte: Museu Egpcio de Copenhagen, Dinamarca. 10cm x 15cm. Tcnica egpcia: estela de pedra em baixo relevo.

O baixo relevo, em geral, o gnero de escultura que abrange qualquer relevo aderente a um fundo. Para melhor especificao, classificam-no de: alto, mdio, baixo, encavado e misto, segundo respectivamente, ele seja todo destacado, medianamente, apenas perceptvel, cavado no fundo, ou a reunio de todos os gneros. Alm de servir na ornamentao de inmeros objetos de uso, tais como: jias, anis, moedas, medalhas, etc., o gnero de escultura preferido na decorao das grandes superfcies arquitetnicas, devido sua superioridade sobre a estaturia no tocante ao melhor encadeamento de cenas e grupos por ele tratados. Constitui, s vezes, autntica linguagem ornamental figurada com a qual diversos povos gravaram para a posteridade nos muros de seus templos, palcios, tmulos, etc., os fatos e pormenores de sua civilizao.(Adaptado de www.studio41.com.br/arte/medalha.htm).

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EnsinoMdio As pinturas e os hierglifos nas paredes eram formas de inventariar a vida e as atividades dirias dos soberanos falecidos, nos mnimos detalhes. A pintura e a escultura obedeciam a padres rgidos de representao da figura humana. Em muitos quilmetros de desenhos e entalhe em pedra, a forma humana representada em viso frontal do olho e dos ombros, e em perfil de cabea, braos e pernas. Um fato interessante que o tamanho da figura indica a posio social que a pessoa ocupa, ou seja, os faras so representados como gigantes, sobressaindo-se entre criados do tamanho de pigmeus. No sculo V a.C., o mdico Hipcrates (460-377 a.C.), registrou a ocorrncia da caxumba e, possivelmente, da gripe (ou influenza) na ilha de Thasos. Descreveu a caxumba, com referncias inflamao dos testculos (orquite) que, segundo os estudos atuais, pode ocorrer em 25% dos casos, principalmente em jovens. Atribui-se a Hipcrates tambm, o primeiro relato de hepatite benigna. O fara Ramss V que morreu por volta de 1500 a.C., sobreviveu varola, o que testemunhado claramente pelas marcas das leses (pstulas) deixadas em sua pele e preservadas pela mumificao. O vrus da varola foi pela primeira vez assim designado no ano 570 d.C., por Bishop Marius de Avenches, na Sua. A palavra deriva do latim, varius ou varus, que significa bexigas. Esta doena afetou em muito o desenvolvimento de civilizaes ocidentais e foi uma das grandes pragas ultrapassando a peste negra, a clera e a febre amarela no seu impacto. Foi tambm a causadora da queda de alguns imprios. Com o crescimento da agricultura no nordeste africano - Egito e Mesopotmia, por volta do ano 9000 a.C., houve uma aglomerao das populaes humanas, o que permitiu a transmisso da doena de pessoa para pessoa, sendo mais tarde levada por mercadores para a ndia, sia e Europa. Em 1350 a.C., a primeira epidemia de varola ocorreu durante a guerra entre os Egpcios e os Hititas, causando o declnio da civilizao Hitita. Tambm na China, por volta do ano 1122 a.C., foi descrita uma doena aparentada com a varola. Em documentos chineses datados do perodo entre 37 e 653 d.C., h relatos sobre a varola e tambm o sarampo e a raiva (hidrofobia). Em algumas culturas antigas, a letalidade da doena era to elevada entre as crianas que estas s recebiam o nome se sobrevivessem doena. A doena at ento era desconhecida no Novo Mundo e foi introduzida pelos Espanhis e Portugueses, tornando-se uma espcie de arma biolgica que ajudou a provocar a queda dos imprios Asteca e Inca. Estima-se que cerca de 3,5 milhes de Astecas morreram vitimados pela doena num espao de dois anos. Este enorme declnio populacional foi devido ao fato de as populaes indgenas nunca antes terem estado em contato com este agente infeccioso, sendo particularmente suscetveis a este.

Hipcrates de Cs. Hipcrates considerado o pai da medicina. Ele deixou um legado tico e moral vlido at hoje. Precursor do pensamento cientfico procurava detalhes nas doenas de seus pacientes para chegar a um diagnstico, prescindindo de explicaes sobrenaturais apesar da limitao do conhecimento da poca. Hipcrates era um asclepade, isto , membro de uma famlia que durante vrias geraes praticara os cuidados em sade. Fonte: GNU Free Doc. License, www.wikipedia.org

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Biologia

Assim,acinciacontinuaaseperguntar: Comovocsso?Qualasuaestrutura?Por conta do aperfeioamento do microscpio e com as contribuies da microbiologia e da medicina foi possvel identificar os microorganismos como causadores de grande parte das doenas. Com o desenvolvimento da pesquisa sobre os vrus, foi possvel identificar a existncia de uma perfeita relao bioqumica entre a natureza molecular de cada tipo de vrus e certos receptores especficos da superfcie das clulas, justificando o tropismo dos vrus por determinados tipos de tecidos. Assim, o vrus da gripe ataca as clulas das vias respiratrias; o da hidrofobia (raiva) ataca as clulas do sistema nervoso; o da caxumba acomete as glndulas salivares partidas; o da Aids destri os linfcitos T4 do sistema imunolgico. Por isso, os vrus so comumente classificados como pneumotrpicos, neurotrpicos, adenotrpicos, dermotrpicos, ou seja, de acordo com o tipo de clula com a qual se estabelece a relao bioqumica.

Vrus HIV

Linfcito T4

Microfotografia do vrus HIV e do linfcito T4. O HIV reconhece a protena de membrana CD4, presente nos linfcitos T4 e macrfagos, ligando-se a esta protena. Fonte: GNU Free Doc. License, www.wikipedia.org

Qualacontribuiodomicroscpioeletrnico paraoestudodessesseres?Como voc j percebeu, eles so seres extremamente pequenos. Suas dimenses esto entre 10 a 300 nanmetro (nm), visveis apenas ao microscpio eletrnico. O incrvel que ao fotograf-lo no microscpio eletrnico, reconheceu-se que a estrutura bsica de todos os vrus (FIGURA 2) a mesma, ou seja, no apresentavam estrutura celular. So dotados de um cerne (miolo) de cido nuclico (DNA ou RNA), envolto por uma cpsula de protena denominada capsdeo que, por sua vez, formada por unidades chamadas capsmeros. Eles podem ter o material gentico formado por DNA de fita dupla (DNAfd), DNA de fita nica (DNAfu) ou RNA de fita nica (RNAfu), mas em nenhum caso, ocorre a presena dos dois cidos em um mesmo vrus. A reunio do cido nuclico com Figura 2 Representao de um vrus. o capsdeo forma o nucleocapsdeo do vrion, que Vrus:fludovenenoso 37

EnsinoMdio o vrus completo. Pesquisas recentes indicam a existncia de um vrus hbrido (com DNA e RNA), o citomegalovrus, que est entre os oito tipos de herpesvrus patognicos para o homem. Onde est a clula? Em alguns casos, os vrus realmente so formados apenas pelo nucleocapsdeo, mas em outros existe um envelope (envoltrio), que a parte mais externa do vrus. Esse envelope formado por protenas do vrus mergulhadas em lipdios derivados da membrana plasmtica da clula que ele est parasitando (os vrus podem parasitar apenas determinados tipos de clulas, e isso depende das protenas que eles possuem).

Representao de alguns vrus.

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Biologia De acordo com os seres vivos que parasitam, podemos considerar quatro grupos de vrus:bacterifagos: parasitam bactrias; micfagos: parasitam fungos; vrus de animais: parasitam animais; vrus de plantas: parasitam plantas.

importante lembrar que o fato de um vrus pertencer a um determinado grupo no significa que ele possa parasitar qualquer indivduo desse grupo. Por exemplo, um vrus que parasite um determinado animal pode ou no parasitar animais de outras espcies.

PESQUISAEnto vamos l ... Faa uma pesquisa no folhas DNA: a longa cadeia da vida, deste livro e responda as seguintes perguntas: O que um cido nuclico? Onde so encontrados? Onde ficam estes cidos nos seres procariontes? E nos seres eucariontes? E nos vrus, onde ficam os cidos nuclicos?

Mas, agora preciso tentar situar os vrus na histria da evoluo da vida no planeta Terra. Uma das explicaes da cincia que eles se originaram dos fragmentos de cidos nuclicos liberados pelas clulas primitivas nos oceanos, onde foram envolvidos por protenas e adquiriram a capacidade de autoduplicar-se dentro de uma clula e serem transmitidos para outras.

Vocdeveterpercebidoquenofalamosde vrusmasculinosefemininos.Eento,como elessereproduzem?Para se reproduzir os vrus precisam invadir clulas e seqestrar o mecanismo celular da sua hospedeira. Razo pela qual os vrus so tambm chamados parasitas obrigatrios. Ao invadir a clula hospedeira ele interfere no mecanismo de reproduo para for-la a produzir novos vrus. A este processo chamamos de replicao, pois os vrus fazem cpias idnticas de si mesmo. Para voc entender o processo de reproduo, usaremos o vrus bacterifagos ou fago (FIGURA 3), que um dos vrus mais estudados, pois ataca as bactrias reproduzindo-se em seu interior. Estes vrus so inofensivos ao homem e a outros animais. Vrus:fludovenenoso 39

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FIGURA 3 Esquema de vrus bacterifago e seu ciclo de reproduo.

Masafinal,elessoseresvivosouno?So muitos os requisitos necessrios para um organismo ser classificado como ser vivo. Destacaremos apenas alguns: presena de cido nuclico, capacidade de deixar descendentes, suscetibilidade s mutaes, absoro de nutrientes, digesto, excreo, respirao, armazenamento e utilizao de energia.

ATIVIDADEOs vrus possuem alguns dos requisitos acima citados? Quais? Existe uma caracterstica que faz parte de todas as formas vivas e somente delas?

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Biologia Embora o estudo dos vrus tenha comeado h pouco tempo, a ocorrncia de viroses to antiga quanto a prpria humanidade. E apenas saber que existiam seres menores que as bactrias, pouco ajudou no combate de doenas por eles causadas. Seria preciso conheclos melhor, descrever seus mecanismos de reproduo, formas de contgio, para assim, evitar novas vtimas. Uma das mais eficientes solues para as doenas virais , at agora, a vacinao. A vacina o mais importante mecanismo utilizado pela medicina preventiva. Existem tambm, drogas que tratam os sintomas das infeces virais. A vacinao consiste basicamente em estimular o organismo a produzir anticorpos, protenas especiais capazes de impedir a manifestao de determinadas doenas, ou ainda fazer com que estas apaream de forma mais branda e menos perigosa para o paciente. Os anticorpos so altamente especficos, ou seja, cada anticorpo reage somente contra determi A primeira vacinao contra o vrus da varola foi realizada por Edward Jennada doena. Por exemplo, o anticorpo que ner, mdico rural ingls, em sua residncia, em 14 de maio de 1796. Fonte: ROBERT ALAN THOM, Coleo Grandes Momentos na Medicina publicombate o vrus da gripe no combate o vrus cada por Parke Davis & Companhia, em 1966. aproximadamente 65 x 90 do sarampo, e vice-versa. cm. Tcnica: leo sobre tela.Para aumentar seus conhecimentos sobre VACINAS, procure no Livro Didtico de Biologia, o Folhas Vacinas: como estaria a humanidade sem esses guerreiros em defesa de nosso organismo?

PESQUISAQuais as doenas virais que podem ser prevenidas por meio da vacinao? Quais as doenas virais que ainda no so prevenidas com a vacina? Quais os motivos? Quais as outras formas de preveno contra as viroses? Quais os fatores que justificam a importncia de todos ns participarmos das diferentes campanhas de vacinao?

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Porfalaremvirose,vocjouviufalardagripe aviriaougripedofrango?Os meios de comunicao informam a todo o momento a preocupao dos agricultores, dos consumidores e das autoridades sanitrias com a nova epidemia dessa gripe.A doena foi identificada pela primeira vez na Itlia, h cerca de 100 anos. Acreditava-se que a gripe s infectava aves at que os primeiros casos humanos foram detectados em Hong Kong, em 1997. Na poca, todas as aves - em torno de 1,5 milho - foram mortas em trs dias. Esta medida foi decisiva para conter a epidemia. A gripe do frango tem apontado uma taxa de mortalidade elevada em humanos. Em 97, seis das 18 pessoas infectadas morreram. Fonte: http://www.sxc.hu Nesta nova crise, sete mortes foram comprovadamente causadas pelo vrus. Para efeito de comparao, a Sndrome Respiratria Aguda Grave (Sars) j matou 800 pessoas em todo o mundo e infectou 8.400 desde que surgiu, em novembro de 2002. Um outro problema identificado: o vrus pode sofrer mutaes rpidas e infectar outros animais. Todas as aves so suscetveis gripe, mas algumas espcies como patos, so mais resistentes. Os frangos e os perus so particularmente vulnerveis. Eventualmente, porcos tambm podem ser infectados. Quanto s pessoas, elas pegam a doena por meio de contato direto com aves vivas infectadas. O vrus est presente nas fezes das aves, que secam e so pulverizadas, e depois podem ser inaladas. O vrus consegue sobreviver por um longo perodo nos tecidos e nas fezes das aves mortas, particularmente sob baixas temperaturas. Os sintomas dessa doena so similares aos de outros tipos de gripe: febre, mal-estar, tosse e dor de garganta. Tambm j foram registrados casos de conjuntivite. Nos pacientes que morreram, a doena caminhou para uma pneumonia viral. Existem 15 diferentes variaes do vrus, mas o vrus H5N1 que infecta os humanos e pode causar a morte. Dentre os vrus deste tipo, foram encontradas variaes. Os vrus analisados, hoje, tambm so diferentes dos tipos vistos no passado.(Adaptado de: Veja on-line, 27/01/04).

PESQUISADeu para voc perceber que esse vrus no nada fcil!?!?... Agora o seu momento de buscar mais informaes sobre a gripe aviria: Essa doena pode ser tratada? Essa gripe pode ser transmitida de pessoa para pessoa? Podemos continuar comendo carne de aves? Quais as principais medidas adotadas para evitar a propagao desse vrus?

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Biologia

DEBATEDiante de tantas informaes sobre os vrus, voc pode ter chegado a uma concluso: Afinal, os vrus so ou no so seres vivos?

RefernciasBibliogrficasRAW, I.; SANTANNA, O. A. Aventuras da microbiologia. So Paulo: Hacker Editores, 2002.

ObrasConsultadasCURTIS, H. Biologia. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 1997. PELCZAR Jr., M. et al. Microbiologia: conceitos e aplicaes. So Paulo: Makron Books do Brasil, 1996. STRICKLAND, C. Arte comentada: da pr-histria ao ps-moderno. Rio de Janeiro: Ediouro, 1999. TRABULSI, L. R. et al. Microbiologia. So Paulo: Atheneu, 2004.

DocumentosConsultadosOnlInEBiotecnologia. Revista Biotecnologia Cincia & Desenvolvimento. Disponvel em: Acesso em: 11 set. 2005. CAMPOS, L. A. Medalha. Disponvel em: Acesso em: 10 set. 2005. FERREIRA, P. Varola. Agncia Fiocruz de notcias. Disponvel em: Acesso em: 10 set. 2005. Gripe aviria. Revista Veja on-line, 24 jan. 2004. Disponvel em: Acesso em: 04 nov. 2005. SILVA, M. L. da. A Varola, uma doena catastrfica! Artigos mdicos, doenas da imunidade, 23 dez. 2002. Disponvel em: Acesso em: 10 set. 2005. SOWERS, H. Smallpox. Utah Departament of Health Bureau of Epidemiology. December, 2002. Disponvel em: Acesso em: 10 set. 2005.

Vrus:fludovenenoso

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MecanismosBiolgicos

I n t r o d u o44 Introduo

O ser humano sempre foi movido pela curiosidade e pela nsia do saber. Por vrios sculos, realizou estudos e experimentos para tentar dar respostas a muitos problemas ao longo da sua caminhada pela Terra. Com isso, muitas teorias surgiram visando explicar seus anseios e suas necessidades, buscando respostas s seguintes indagaes: Como a vida surgiu no Universo? Que mecanismos garantem a manuteno da vida? Para responder a estas e tantas outras indagaes, valemo-nos atualmente, do estudo dos mecanismos que explicam como funcionam os sistemas que compem os seres vivos. Procuraremos lev-los a uma viagem inigualvel, rumo ao conhecimento e busca de algumas respostas que tentam explicar alguns dos mecanismos pelos quais os seres vivos garantem a sua sobrevivncia. Neste Livro, voc encontrar muito material para reflexo e que o ajudar a construir novos conhecimentos, como por exemplo: Clula: que unidade essa que constitui e mantm todos os seres vivos?; Osmose: o equilbrio natural e necessrio...; Embries: a fantstica obra em construo!. A prpria natureza dessas reflexes j indicam a importncia e a amplitude dos assuntos abordados. Para compreender o funcionamento das estruturas que compem os seres vivos necessrio pensarmos o organismo de forma fragmentada, separada, permitindo anlises especializadas de cada funo biolgica. Para compreendermos como interagem os diversos sistemas dos organismos, esta fragmentao ser tratada de forma articulada, adentrando-se na compreenso dos mecanismos biofsicos e bioqumicos. Neste Livro, os estudos dos mecanismos biolgicos tendem a concentrarse no entendimento de como as funes fisiolgicas mudaram ao longo da histria evolutiva dos seres vivos. Portanto, sero tratados de forma comparativa, procurando mostrar, voc, parte da complexidade dos sistemas. Para melhor compreender essa complexidade, outras cincias contribuem com seus conhecimentos. Por exemplo, a Fsica, tem papel fundamental em explicar como ocorrem essas funes vitais. O mdico britnico William Harvey (15781657), usando conhecimentos fsicos sobre a bom-

Biologia

ba hidrulica, descreveu detalhadamente o sistema circulatrio humano ao conceber o corao como uma bomba que impulsiona o sangue por todo o corpo. Efetivamente, os conceitos da Biologia tambm so indissociveis dos conceitos da Qumica, como, por exemplo, na determinao do tipo sangneo. A Cincia tem se mostrado uma poderosa ferramenta para solucionar muitos problemas que surgem, principalmente, da relao entre os seres humanos e o mundo em que eles vivem.

Com os avanos da microscopia eletrnica, a partir da dcada de 1940, passou a se conhecer muito mais a estrutura celular, do que foi possvel com o microscpio ptico. Esse conhecimento, particularmente importante em termos de taxonomia, foi responsvel pela classificao celular em duas categorias, de acordo com a disposio do material gentico dentro da clula: clulas eucariticas e clulas procariticas. Essas unidades estruturais e funcionais bsicas de todos os seres vivos, so constitudas por uma infinidade de molculas e tomos que se agrupam para proporcionar a elas uma individualidade, tornando-as diferentes em sua estrutura, mas com semelhana em suas funes. Tais funes celulares, desempenhadas pelas organelas citoplasmticas, controlam cada organismo por meio da sntese de protenas, do armazenamento e liberao de energia, da produo de substncias que atuam no meio extracelular, entre outras funes.Um estudo muito importante que veio auxiliar na cura, na preveno de algumas doenas e no entendimento de como acontece o desenvolvimento dos organismos a embriologia. A embriologia explica a anatomia e as anormalidades que se formam nos indivduos durante seu desenvolvimento. Esses conhecimentos ajudam os mdicos a dar aos embries as melhores possibilidades de desenvolver-se normalmente. Quem no quer ter um filho saudvel? Com estes estudos pretendemos ajud-lo a compreender as relaes que se estabelecem entre o conhecimento cientfico e o contexto de vida social de cada um, para que voc possa participar, de forma crtica, do debate sobre as aplicaes dos avanos cientficos e tecnolgicos utilizando organismos vivos. Bom estudo!

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Biologia

3CLULA: QUE UNIDADE ESSA QUE CONSTITUI E MANTM TODOS OS SERES VIVOS?

Ceclia Vechiatto1, Dione Dures2, Iara Suyama Ferrari3, Joel Weolovis4 e Marilene Mieko Yamamoto Pires5

Colgio Estadual Marqus de Caravelas - Arapongas - PR Colgio Estadual Narciso Mendes - Santa Isabel do Iva - PR 3 Colgio Estadual Getlio Vargas - Iracema do Oeste - PR 4 Colgio Estadual Eron Domingues - Marechal Cndido Rondon - PR 5 Colgio Estadual Silvio Vidal - Paranava - PR1 2

Clula:aunidadedeconstruodosseresvivos

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Observe as figuras abaixo:

PROTISTA: protozorio ciliado (Paramecium aurelia). Fonte: GNU Free Doc. License, www.wikipedia.org VEGETAL: pau-brasil (Caesalpinia echinata). Fonte: IBAMA (Inst. Bras. do Meio Amb. e dos Recursos Naturais Renovveis), MMA (Ministrio do Meio Ambiente. Fonte: GNU Free Doc. License, www.wikipedia.org

MONERA: bactria (Escherichia coli). Fonte: Instituto Nacional de Sade, EUA.

ANIMAL: peixe-boi ( Trichechus inunguis). Fonte: Centro Mamferos Aquticos/IBAMA/MMA.

FUNGO: cogumelo amarelo. Fonte: GNU Free Doc. License, EUA.

Obs.: As ilustraes acima no seguem a proporcionalidade quanto ao tamanho dos seres vivos representados.

ATIVIDADESVoc consegue observar alguma semelhana entre os seres vivos representados acima? Liste o que eles tm em comum.

Externamente, talvez seja difcil identificar caractersticas comuns a esses seres, mas se voc pudesse fazer uma anlise interna, seria possvel observar unidades que esto presentes na formao e no funcionamento desses seres vivos a clula. Em se tratando de clulas, eis aqui algumas indagaes comuns entre as pessoas: do que a clula formada? Todas as clulas possuem o mesmo tamanho e formato? Todas desempenham a mesma funo?

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Biologia Conhecendo a clula de fora para dentro, voc descobrir que elas so formadas por pequenas unidades: as molculas. Dos 92 elementos naturais existentes no Universo, 21 so essenciais para o funcionamento da vida na Terra, sendo assim, importantes para as clulas. Entre eles, os principais elementos qumicos so: o carbono (C), o hidrognio (H), o oxignio (O), o nitrognio (N), o enxofre (S) e o fsforo (P). Voc deve estar pensando que esses elementos so os mais comuns no Universo e os mais abundantes na crosta terrestre, certo? Se voc pensou dessa forma, infelizmente, pensou errado. Pesquisas espaciais mostram que a ordem decrescente de abundncia dos elementos qumicos no Universo diferente. Estas indicam que os mais comuns so: hidrognio (H), hlio (He), oxignio (O), carbono (C), nitrognio (N), nenio (Ne), silcio (Si), magnsio (Mg), ferro (Fe), enxofre (S), argnio (Ar), alumnio (Al), clcio (Ca), nquel (Ni) e sdio (Na). Os elementos qumicos mais abundantes na crosta terrestre so: oxignio (O), silcio (Si), alumnio (Al), ferro (Fe), clcio (Ca), sdio (Na) e potssio (K). Na clula, encontram-se presentes, aproximadamente, 30 elementos qumicos, sendo o carbono (C), o hidrognio (H), o oxignio (O) e o nitrognio (N), os principais. Mas, por que ser que o carbono o principal elemento formador dos seres vivos? O carbono encontrado nas anlises de amostras de todos os organismos vivos. Ele tem a possibilidade de formar quatro ligaes simples, ou ainda, ligaes duplas e triplas, sempre procurando adquirir a estabilidade qumica, isto , a ltima camada com a configurao eletrnica semelhante a dos gases nobres.CLigao simples

Molculas Unio estvel de dois ou mais tomos. tomo a menor partcula de um elemento capaz de formar uma combinao qumica.

C

C

C

C

Ligao dupla

Ligao tripla

A ligao covalente ocorre quando dois tomos se aproximam um do outro e compartilham um ou mais eltrons.

Nas clulas, o carbono o nico tomo com capacidade de formar longas cadeias com ligaes covalentes entre si, constituindo estruturas complexas com forte estabilidade qumica, como as protenas. Alm das protenas, o tomo de carbono (C) tambm participa na composio qumica das molculas dos carboidratos, lipdios e cidos nuclicos.


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EnsinoMdio Os cidos nuclicos (DNA e RNA), conhecidos como molculas da vida, so formados basicamente pelo elemento qumico carbono (C), sendo assim, do ponto de vista biolgico, o carbono passa a ter importncia fundamental.

PESQUISAMuitos compostos qumicos que tem o elemento carbono (C) na sua constituio, so dissolvidos pela gua. Para aprofundar seus conhecimentos, faa uma pesquisa, em grupo, nos livros de Biologia e/ou Citologia, sobre a importncia da gua para os seres vivos e em que proporo ela se encontra nos organismos de alguns seres, como, por exemplo: na gua viva, no homem, no cacto, na melancia, no tomate, dentre outros. Expresse o resultado de sua pesquisa atravs de um grfico comparativo e, em seguida, apresente-o aos demais grupos da sala.

A ALFACE (Lactuca sativa) uma espcie vegetal composta por aproximadamente 95% de gua. Originria da sia, desde a Antiguidade utilizada na alimentao humana. Fonte: http://www2.petrobras.com. br/meio_ambiente/portugues/posters/posters/verduras/alface.htm

Garrafa azul (Physalia physalis), conhecida no Brasil como Caravela. Tem cor azul e tentculos cheios de clulas urticantes. Aparece nas praias de todas as regies tropicais dos oceanos. A Physalia flutua superfcie das guas, empurrada pelo vento, com os seus tentculos por baixo, sempre prontos a envolverem um peixe para a sua alimentao. Fonte: NOAA (National Oceanic & Atmospheric Administration - Departamento de Comrcio dos Estados Unidos da Amrica).

O CACTO uma planta com modificaes de suas folhas em espinhos, como forma de adaptao a ambientes mais quentes e com restrio de gua. O caule realiza uma importante funo, a fotossntese, que naturalmente realizada pelas folhas. A palma forrageira (Opuntia fcus-indica) uma espcie da famlia Cactaceae utilizada no nordeste brasileiro como alternativa de alimentao aos animais, principalmente ruminantes. Fonte: INSA - Instituto Nacional do Semirido, Ministrio da Cincia e Tecnologia, www.insa.gov.br

Tanto os tomos quanto a maioria das clulas so invisveis a olho nu. Para visualizar as clulas, h necessidade de utilizarmos instrumento adequado: o microscpio. 50 OrganizaodosSeresVivos

Biologia Quem j teve a oportunidade de observar algum material ao microscpio ptico percebeu que ele formado por um conjunto de lentes, o qual aumenta a imagem do objeto a ser visualizado. No microscpio ptico, uma lente convergente que fica prxima ao objeto a ser observado, a objetiva, associada a uma outra lente tambm convergente, mas com funo semelhante a da lupa a ocular. Utilizam-se as lentes convergentes porque quando h a incidncia de raios em sua superfcie, estes so refratados e convergem para o ponto focal (TIPLER, 1995). A refrao se manifesta, por exemplo, com a passagem de um feixe luminoso atravs de uma lente, tendo a sua direo de propagao modificada, como mostra a figura abaixo: Na associao de lentes num microscpio ptico, a lente da objetiva faz a resoluo e o aumento da imagem, enquanto a Resoluo lente da ocular, alm de aumentar, projeta a a separao de deimagem para a visualizao. Assim, a ima- talhes que geram imagem final fornecida ao seu olho pela lente gens distintas. Ex.: imaocular ser maior ainda e invertida em rela- gine uma pessoa a uma distncia qualquer moso ao objeto (GREF, 2000, p. 276), Isto pode ser trando os dedos indicaobservado no esquema ao lado pelas pelas dor e mdio, em sinal Esquema de uma lente convergente. linhas que representam os feixes de luz in- de V. O poder de recidentes nas lentes. soluo a capacidade Observe a representao esquemtide perceber os dois dedos mostrados. ca do trajeto da luz para a formao de imagem em um microscpio ptico: Os microscpios, sejam eles quais forem, com seu conjunto de lentes, permitem visualizar medidas especiais como: Micrmetro (m): equivale a um milsimo do milmetro ou 10-6 m; Nanmetro (nm): equivale a um milsimo do micrmetro (m) ou 10-9 m; Angstrm (): equivale a um dcimo do nanmetro (nm) ou 10-10 m. Para calcularmos qual o aumento do objeto observado, multiplica-se a medida da ocular pela da objetiva; dessa forma, uma ocular 4X com uma objetiva 100X proporcionaro um aumen Representao do trajeto da luz to do objeto de 400 vezes. para formao de imagens em microscopia ptica. Por falar em microscpio, vamos conhecer um pouco da histria deste incrvel instrumento que possibilitou o conhecimento da constituio e funcionamento dos seres vivos. Clula:aunidadedeconstruodosseresvivos 51

EnsinoMdioNo sculo XVII, o jovem holands Antony van Leeuwenhoek (1632 - 1723) aprendeu a polir lentes com seu pai, que depois armava em placas de prata e cobre. Essas lentes so precursoras do que conhecemos hoje como lupa. Com este instrumento, ele observava fios de cabelo e pequenos insetos. Para dar continuidade s suas observaes, Leeuwenhoek aperfeioou o microscpio e visualizou incrveis imagens, como: diminutos glbulos de muco e animlculos, alguns bem pequenos, outros maiores, lentos ou ziguezagueando em alta velocidade e mudando continuamente de direo, descrevendo-os de maneira magnfica.

Microscpio de Robert Hooke. AfAntes de Leeuwenhoek, sbios j haviam construdo um microscpio. Albeelding uit Hookes Micrographia, Londen, 1664. Fonte: Deutsches guns livros trazem o fsico e astrnomo Robert Hooke (1635 - 1703) como o Museum.

primeiro a construir um microscpio para observar material biolgico. Para examinar a cortia ou outras partes das plantas, ele fazia cortes finos para a luz poder atravessar e colocavaos entre vidros. Foi assim que Robert Hooke se tornou conhecido como o primeiro cientista a usar o termo clula para descrever os pequenos espaos vazios da cortia. Com o aperfeioamento do microscpio, foi possvel observar que os espaos que Hooke descreveu como vazios so preenchidos por importantes estruturas que mantm os seres vivos em funcionamento. O conceito de clula, tal como conhecemos hoje, surgiria mais tarde, no incio do sculo XIX, a partir das pesquisas desenvolvidas por Mathias Schleiden (1838), que observou clulas animais, e Theodor Schwann (1839), que observou clulas vegetais. Suas observaes permitiram concluir que todos os seres vivos so formados por clulas. Em 1946, a histria da citologia registra uma revoluo. Os materiais at ento visualizados em microscpios pticos passam a ser observados em microscpios eletrnicos. Neles, os materiais observados so atravessados por feixes de eltrons e no por feixes de luz - como ocorre nos microscpios pticos. Desta forma, os materiais observados so aumentados ainda mais.

ATIVIDADEAssim como os pesquisadores acima citados, faremos observaes usando o microscpio. Com a orientao do seu professor proceda da seguinte forma: De posse de um palito de sorvete, descartvel, raspe a mucosa bucal. Coloque em uma lmina para microscopia e observe no microscpio ptico com uma ocular de 10 X e uma objetiva de 20 X. O que voc visualiza? Quantas vezes o objeto visualizado aumentou de tamanho? Pegue novamente sua lmina e pingue uma gota de lugol ou iodo, cubra com uma lamnula. E agora, o que aconteceu? Repita o mesmo procedimento com uma pelcula de cebola. Aps as observaes realizadas, desenhe o que voc viu. No se esquea de fazer a identificao das partes de sua ilustrao. Voc ficou satisfeito com a observao das clulas? Compare o que voc viu com a representao de clula de um livro de Biologia. As clulas que voc observou e a ilustrada so parecidas?

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Biologia Percebe como difcil observar uma clula mesmo com o microscpio ptico? Da mesma forma que seu corpo formado por vrios rgos e cada rgo possui uma funo especfica, as clulas tambm tm suas organelas com suas respectivas funes. A maioria dessas organelas s pode ser visualizada ao microscpio eletrnico, devido ao seu tamanho muito reduzido, como mostra o esquema abaixo. Ao olhar a clula de fora para dentro, podemos fazer algumas comparaes: Sabemos que nosso corpo tem uma capa protetora que a epiderme. A clula tambm tem a sua proteo que a membrana plasmtica. Alm da funo proteo, a membrana plasmtica controla a entrada ou sada de substncias na clula. Uma grande frao da energia produzida pelo organismo humano inicia por meio dos processos respiratrios, cujos principais rgos so os pulmes. Na clula, a produo de energia tarefa realizada pelas mitocndrias. Mas para realizar sua tarefa, as mitocn Esquema da membrana plasmtica - modelo mosaico - fludo. drias dependem do nariz. Sabe por qu? Porque grande parte da energia produPara saber mais sobre a zida no organismo humano est relacio- entrada e sada de substnnada ao oxignio inspirado nos proces- cias na clula, leia neste lisos respiratrios. Ao chegar aos pulmes, vro o Folhas 4 - Osmose: o oxignio absorvido atravs da circula- o equilbrio natural e o e chega s clulas, onde participa dos necessrio. processos metablicos de combusto. Esquema representativo da mitocndria.

Agora, vamos lembrar de sua ltima refeio... O que aconteceu com o alimento que voc ingeriu? Num rpido pensar, voc deve ter respondido que eles foram digeridos no estmago. No interior celular, um processo semelhante realizado pelos lisossomos. Assim como o estmago, eles tambm contm enzimas digestivas. A desintoxicao de seu organismo realizada pelo fgado, os peroxissomos desempenham papel semelhante no interior das clulas. Como realizado o transporte de substncias em seu organismo?


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EnsinoMdio Se voc respondeu que por meio dos vasos sangneos, parabns. Voc acertou! Na clula, essa funo executada por meio de redes de canais membranosos semelhantes a labirintos, denominados retculo endoplasmtico granuloso. Em determinadas regies desses canais, encontram-se pequenos grnulos responsveis pela fabricao das protenas os ribossomos. Esses grnulos tambm podem ser encontrados espalhados no citoplasma celular. Entre o retculo endoplasmtico e a membrana plasmtica, encontra-se outra organela, o complexo golgiense. Essa organela participa do processo de transporte e armazenamento de subsEsquema representativo do retculo endoplasmtico e do complexo golgiense. tncias produzidas pela clula. Por que um organismo cresce? Uma pessoa maior que a outra por que possui clulas maiores? Voc respondeu as perguntas do debate acima? Achou difcil? A resposta simples. As clulas se multiplicam, aumentam em nmero. Para realizar a multiplicao elas contam com o auxlio dos centrolos, organelas que se encontram prximas ao ncleo celular.

Esquema do ncleo celular.

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Biologia

ATIVIDADEReunidos em grupos, faa uma pesquisa em livros de Biologia e/ou Citologia. Observe o modelo das formas de apresentao das organelas celulares.A seguir, com massa de modelagem e/ou outros materiais, faa a maquete da clula. Compare a maquete de seu grupo com a dos demais grupos e discutam sobre as funes destas organelas.

O ncleo celular uma parte da clula que contm, em seu interior, um material especial os cromossomos. Esses cromossomos so formados por molculas chamadas cidos desoxirribonuclicos (DNA). A clula, integrando as aes de todas as suas organelas, realiza em microescala todas as funes essenciais vida, e assim como os organismos vivos, ela se inter-relaciona funcionalmente com as outras. Caso essas inter-relaes no sejam estabelecidas de forma harmoniosa, pode ocorrer um desequilbrio, principalmente no processo de diviso celular, o que favorece a formao de tumores, geralmente malignos o cncer.O que o Cncer? Cncer o nome dado a um conjunto de mais de 100 doenas que tm em comum o crescimento desordenado (maligno) de clulas que invadem os tecidos e rgos, podendo espalhar-se (metstase) para outras regies do corpo. Dividindo-se rapidamente, estas clulas tendem a ser muito agressivas e incontrolveis, determinando a formao de tumores (acmulo de clulas cancerosas) ou neoplasias malignas. Por outro lado, um tumor benigno significa simplesmente uma massa localizada de clulas que se multiplicam vagarosamente e se assemelham ao seu tecido original, raramente constituindo um risco de vida.

Para aprofundar seus conh

biologia - livro didÁtico pÚblico

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