gabarito grandes temas em biologia

GABARITO DOS EXERCÍCIOS DO LIVRO DE GRANDES TEMAS

Módulo 1

Aula 1 – Exercício 5

5.1 – Antes da observação das células, quando foi perguntado aos alunos “o que eles achavam que iriam ver quando eles olhassem a folha sob o microscópio”, 19,2% dos alunos não fizeram menção às células. Depois da observação ao microscópio, 84,6% dos alunos não identificaram corretamente as células observadas.

5.2 – Apenas 15,4% dos alunos fizeram desenhos que expressavam corretamente características típicas de células vegetais. Esse percentual é baixo, o que pode estar relacionado com o fato de que nem sempre compreendemos corretamente o que vemos e a interpretação da informação que recebemos, muitas das vezes depende, de algum conhecimento adquirido anteriormente. Então, talvez a falta de contato com o assunto (não somente o visual), tenha ocasionado tal percentual.

5.3 – 19,2 % e 84,6% dos alunos não demonstraram familiaridade com imagens reais de células, antes e depois da observação ao microscópio, respectivamente. A dificuldade de acesso a um material didático mais adequado sobre o assunto e a falta de experiências com atividades práticas, como a de observar ao microscópio, podem ter tornado as células, “estranhas” aos alunos.

5.4 – Nem sempre o assunto deve receber a importância merecida quando abordado durante o ensino fundamental e médio. Além disso, as escolas normalmente não dispõem de ferramentas didáticas, como aulas práticas ao microscópio, que complementem o que os alunos leram e viram nos livros. Aulas teóricas seguidas de aulas práticas, ajudariam os alunos a compreender melhor o conceito de célula, entre outros conceitos.

5.5 – A resposta mais adequada para esta questão é sim. Pois para o estudo das células, teoria e prática devem andar juntas para melhor compreensão dos conceitos envolvidos na biologia celular.

Aula 2

Não bastou a invenção do microscópio óptico, nem a observação da estrutura microscópica dos seres vivos para que a célula viesse a Ter uma dimensão funcional. Verifique se você:

1. É capaz de identificar e caracterizar as 4 principais condições que propiciaram a Teoria Celular.

Robert Hooke aprimorou o microscópio que era conhecido na época e observou diversos materiais, entre eles a cortiça. Ao observar a cortiça ao microscópio notou muitos poros, os quais chamou de células. Após as observações de Hooke, as contribuições de Antony van Leeuwenhock foram importantes para o desenvolvimento do conceito de célula. Leeuwenhoek construía todos os seus microscópios e terminou padronizando técnicas de observação feita ao microscópio. Cientistas como Hooke e Leeuwenhoek apenas interpretavam o que viam, porém desencadearam o desenvolvimento dos meios de observação. A forma de se

desenvolver o trabalho evoluiu com o uso do microscópio, e as mudanças nos métodos de estudo afetou a Biologia Geral. Os cientistas eram generalistas, eram influenciados pela filosofia, pela religião e pelo grande desenvolvimento das Ciências Físicas. A biologia deixou de ser entendida como uma metaciência e passou a buscar as explicações a partir de modelos que podiam ser submetidos a um controle experimental, a um método científico.

As condições de pesquisa mudaram profundamente durante a metade do século XIX. Os mecenas (protetores da letras ou dos sábios) foram substituídos pela institucionalização da pesquisa através da criação de cátedras nas universidades. Dessa forma, os cientistas passaram a ser profissionais da investigação e as terminologias pessoais foram substituídas por uma comunicação objetiva sobre o objeto de estudo. Com a multiplicação dos laboratórios, ocorreu o desenvolvimento dos instrumentos, das técnicas e dos métodos utilizados nos estudos, o que permitiu a obtenção de resultados reprodutíveis.

Paralelamente a evolução dos meios de estudo, ocorreram mudanças no ambiente intelectual. Houve um interesse renovado pelo mundo vivo culminando na moda da filosofia da natureza que influenciou as Artes a Medicina e a Biologia.

Os progressos realizados sobre o conhecimento dos seres vivos foram importantes para a formulação da Teoria Celular: A descoberta da organização celular dos vegetais e da existência do núcleo em células vegetais e em certas células animais, bem como o descobrimento do protoplasma.

2. Percebeu os pilares fundamentais nos quais se baseia a Teoria celular.

Theodor Schwann, em seu trabalho mais notável – Pesquisas microscópicas sobre a analogia da estrutura e do desenvolvimento entre as plantas e os animais – e graças a contribuição de Matthias Jacob Schleiden, desenvolveu a Teoria Celular. Ao tentar entender de onde se originavam as novas células, Schwann procurou a estrutura que regia o processo de

formação celular. O núcleo já era conhecido como estrutura, mas foi a dedução de sua função na formação de novas células que embasou a formulação da teoria. Então, segundo Schwann, os pilares conceituais da Teoria Celular são: (1) Todas as células se originam de células pré-existentes; (2) Todos os seres vivos se originam de uma ou mais células; (3) A célula é a unidade básica da vida, a menor parte de um ser vivo que continua vivendo.

3. Percebeu as implicações da formulação da Teoria Celular para o desenvolvimento da Biologia como área de estudo (até então chamada de História Natural).

A teoria de Schwann se diferenciou daquelas especulativas, imaginativas e dogmáticas. Utilizou modelos de estudo passíveis de experimentação e reprodução. A formulação da Teoria Celular estimulou a investigação biológica e o desenvolvimento da Biologia Geral, tanto pelo o que foi proposto pela teoria quanto pela renovação das técnicas e métodos de investigação que provocou. As bases celulares estabelecidas pelo desenvolvimento da Biologia Geral levou ao início da Biologia Celular. A partir do momento que a Teoria Celular foi elaborada e gradualmente aceita pela sociedade e pela comunidade científica, permitiu-se o progresso de pesquisas inseridas em um contexto científico, pela busca de explicações, livres das condições filosóficas e religiosas pré-existentes.

4. Identificou as principais conseqüências da formulação da Teoria Celular em termos de avanços no conhecimento biológico e de desenvolvimento e elucidação de novas e velhas questões.

Como tratado na questão anterior, a divulgação da Teoria Celular estimulou o desenvolvimento da Biologia Geral, e os crescentes estudos deram lugar ao desenvolvimento da Biologia Celular. Tanto os equipamentos quanto os modelos de estudo foram sendo aprimorados, permitindo observações cada

vez mais claras. A Teoria associada aos meios de estudo (instrumentos, técnicas de coloração), propiciaram novas descobertas e a resolução de questões pendentes. A unidade unicelular dos protozoários foi estabelecida, as teorias de geração espontânea dos micróbios foram derrubadas, novas relações entre seres vivos foram estabelecidas. Os biólogos que empregavam o microscópio, passaram a se situar em relação as Teoria Celular e a Teoria estimulou um intenso esforço de investigação e permitiu recompilar um número enorme de dados dispersos. O emprego da Teoria Celular passou a orientar as investigações científicas biológicas cujas conclusões podiam se inserir em um mesmo contexto, corroborando com a teoria.

Aula 3

Depois de 3 aulas sobre a evolução do conceito da célula, faça um pequeno texto sobre cada um dos pontos abaixo, verificando se você:

1. É capaz de identificar os principais marcos históricos da evolução do conceito da célula.

O conceito de célula evoluiu a partir da Teoria Celular proposta por Schleiden e Schwann. Com o desenvolvimento da biologia houve a formulação de hipóteses como a de que todos os protozoários são unicelulares e a de que os gametas possuem natureza celular. O desenvolvimento de equipamentos melhores fabricados por firmas especializadas permitiu maior acuidade nas observações, sendo inclusive realizados estudos sobre a divisão celular. Virchow postulou que novas células se formam a partir de células pré-existentes e Pasteur, demostrou a inexistência de geração espontânea para os microorganismos. A descrição do comportamento dos cromossomos feita por Flemming e a posterior

descrição de que as células germinativas são haplóides, deu origem a Teoria da Hereditariedade. O desenvolvimento paralelo de novos métodos de coloração e de preparo do material, o desenvolvimento de novas tecnologias como o microscópio eletrônico de transmissão e, posteriomente, o de varredura, tornaram os cientistas capazes de observar melhor, com maior fidelidade o objeto de estudo. O estabelecimento da estrutura de dupla hélice do DNA e o cultivo de células in vitro, foram ferramentas importantes para a realização de diversos estudos posteriores, como os de transgenia.

2. É capaz de analisar imagens e construir esquemas com elas, destacando os componentes estruturais das células, perceptíveis em microscopia óptica e eletrônica.

Neste exercício, o aluno pode observar as figuras 3.3, 3.9 e 3.10. Na primeira, uma imagem obtida de um microscópio óptico, podem ser observadas diversas fases da mitose. As outras três figuras foram obtidas em microscópio eletrônico de transmissão. Na figura 3.9 podem ser observadas estruturas como mitocôndria, retículo esdoplasmático rugoso e complexo de golgi. Na figura 3.10, podem ser observadas células de fígado de camundongo com grandes núcleos.

3. Já sabe diferenciar bem células procarióticas (bacterianas) das eucarióticas, tanto em termos de suas características básicas como em sua morfologia em microscopia óptica e eletrônica. A compreensão das escalas de tamanho é muito importante.

As células procarióticas não são “compartimentalizadas”, ou seja, não possuem estruturas internas como membrana nuclear e um complexo sistema de membranas. Seu DNA está presente geralmente como um único

cromossomo, arranjado de forma circular, com um único conjunto de genes. Células procarióticas se dividem por fissão binária e são células pequenas, têm em média 1 m. Na escala evolutiva são seres mais primitivos (3,8 bilhões de anos) e se subdividem em arquibactérias e eubactérias.

As células eucarióticas possuem uma membrana nuclear que “guarda” o DNA, organizado em diversos cromossomos, que com exceção dos gametas, está em dois conjuntos de genes (diplóides). São células compartimentalizadas, ou seja, possui organelas que são estruturas delimitadas por membranas. A divisão celular, geralmente, ocorre por meio de mitose, pois no caso dos gametas, ocorre a meiose. Possuem dimensões maiores, entre 2-100 m. São seres mais recentes na escala evolutiva (1,5 bilhão de anos) e são subdivididos em plantas, animais, fungos e protistas (protozoários).

4. Compreendeu o conceito de célula quimérica e compartimentalizada.

Os estudos sobre a origem de mitocôndrias e cloroplastos sugeriram que estas organelas são antigos hóspedes bacterianos de um fagócito primitivo. A partir dessa idéia de que células eucarióticas são formadas por partes de origens diferentes foi concebido o conceito de célula quimérica. As células compartimentalizadas possuem uma “divisão espacial”, que são os compartimentos representados pelas organelas e membranas distribuídas pelo interior da célula. Inicialmente surgiu o conceito de compartimentalização estrutural e logo depois o de compartimentalização funcional, pois devido a essa compartimentalização, atividades metabólicas podem ocorrer nas diversas organelas de forma simultânea.

Aula 4

Faça um texto sobre cada um dos pontos abaixo, verificando se você:

1. É capaz de identificar as relações que existem entre as arquibactérias, as eubactérias e os eucariotos.

Embora a origem da linhagem eucationte seja incerta, sabe-se que o genoma da célula eucatiota possui genes informacionais, similares aos das arquibactérias e genes operacionais, similares aos das arquibactérias. Segundo os estudos de seqüenciamento comparado de RNA ribossômico, concluiu-se que a linhagem eucariota possui um ancestral comum com as arquibactérias e as eubactérias, trifurcação que provavelmente ocorreu a quase 3 bilhões de anos atrás. Porém, as relações evolutivas foram desenhadas a partir de bifurcações, e não trifurcações.

2. Sabe identificar a estrutura de bactérias Gram-negativas e Gram-positivas.

As bactérias Gram-negativas e Gram-positivas se diferenciam pela afinidade e coloração adquirida pelo método de Gram. As bactérias Gram-negativas não tem afinidade pelo corante Gram; essas bactérias possuem uma membrana externa adicional além da membrana interna e da parede celular de mureína. Essa membrana externa adicional é comumente chamada de LPS. As bactérias Gram-positivas não possuem essa membrana externa adicional, dessa forma a parece celular de mureína é mais espessa e fica exposta, e a parede celular de mureína tem afinidade pelo corante de Gram.

3. É capaz de recontar a história do surgimento das células procarióticas e eucarióticas, segundo o ponto de vista com o qual você mais se identificou.

São muitas as teorias que tentam remontar a história da origem das células procariotas e eucariotas. A princípio, por volta de 3,7 bilhões de anos surgiram os primeiros seres vivos. Com o surgimento das células fotossintéticas, houve um aumento dos níveis de oxigênio atmosférico, o que favoreceu a seleção de células aeróbicas. Neste ponto da discussão sobre o surgimento dos organismos procariotos e eucariotos, são colocadas em evidência diferentes hipóteses sobre o surgimento das células eucariotas. Pela análise do registro vivo e fóssil, se cogitou que o ancestral da célula eucariótica era anaeróbica e não possuía nem mitocôndria nem cloroplasto. A teoria mais aceita sobre a transição procarioto-eucarioto foi formulada por Christian De Duve, o qual descreveu o processo de endossimbiose sequencial (estágio pré-endossimbionte e pós-endossimbionte).

Aula 5 (Veja também autoavaliação no livro Grandes Temas em Biologia Volume 1)

1. O que significa a expressão “DNA-lixo”?

A função primária do genoma é especificar moléculas de RNA. Porções selecionadas da seqüência nucleotídica do DNA são copiadas numa seqüência nucleotídica de RNA correspondente, a qual codifica uma proteína (se é um RNA mensageiro) ou forma um RNA “estrutural”, como uma molécula de RNA de transferência (tRNA) ou RNA ribossomal (rRNA). Cada região da dupla-hélice do DNA que produz um molécula de RNA funcional constitui um gene.

“DNA-lixo” ou “DNA-parasita” são nomes pejorativos dados aos fragmentos de DNA não codificantes, que embora não sejam definidos como genes, essas seqüências nucleotídicas de DNA não codificantes, compõe a maior parte do genoma dos eucariotos.

2. Em que observação Mendel baseou-se para propor que havia duas unidades de hereditariedade?

Mendel utilizou a ervilha (Pisum sativum) como modelo experimental. Durante os cruzamentos entre as plantas, Mendel observava as características morfológicas externas das plantas (cor e forma das sementes, altura da planta). Mendel observou que nas gerações sucessivas, algumas características predominavam sobre as outras, o que levou a descrição do comportamento recessivo ou dominante dos caracteres da planta. A partir dessa observação, Mendel postulou que cada planta deveria conter duas unidades de hereditariedade para cada característica.

3. Como foi realizada a experiências de Avery, Macleod e McCarty para mostrar que o DNA era a molécula que continha a informação genética?

Em seus experimentos, esses cientistas utilizaram duas cepas de bactéria, uma não-patogênica e outra patogênica, que causava pneumonia. Ao injetarem as duas cepas em cobaias (ratos), notaram que a cepa patogênica causava a doença. A cepa não-patogênica passava a transmitir a doença depois de entrar em contato com a cepa patogênica. Numa série de experiências, os pesquisadores procuraram degradar seletivamente as classes de macromoléculas, e ao degradarem o DNA, perceberam que a doença não era mais transmitida, e que as bactérias não-patogênicas

continuam não-patogênicas. Dessa maneira, os pesquisados concluíram que a molécula de DNA é que continha a informação genética.

4. Quais são as principais forças que mantêm unidas as cadeias do DNA? Existem forças de repulsão entre as cedeias?

Várias forças agem em conjunto para estabilizar a dupla-hélice do DNA. É fundamental que essas forças sejam forte o suficiente para manter sua integridade, mas devem permitir sua flexibilidade conformacional que é essencial para sua atividade. As pontes hidrogênio estabelecem ligações entre as duas cadeias. A associação das muitas pontes de hidrogênio que ocorrem ao longo do DNA, produzem uma força forte, capaz de manter a cadeia unida. Outras forças mais fracas atuam no DNA. Efeitos hidrofóbicos (interações hidrofóbicas) estabilizam o pareamento. O empilhamento das bases no interior da hélice permite o estabelecimento de forças de Van der Walls entre os anéis aromáticos de bases adjacentes que são fracas, mas aditivas na manutenção da estrutura.

Os anéis cíclicos e heterocíclicos das bases nitrogenadas possuem uma natureza apolar, isso significa que têm pouca afinidade pela água (são hidrofóbicos). Por isso, quando o DNA se encontra em uma solução aquosa, as bases nitrogenadas espontaneamente se voltam para o interior do polímero, uma região pobre em moléculas de água. Finalmente, as cadeias de açúcar-fosfato, que são carregadas negativamente, interagem com cátions (principalmente Mg2+) em solução, o que neutraliza a repulsão entre as cadeias e estabiliza a dupla-hélice.

5. O que significa a desnaturação do DNA?

A desnaturação ocorre quando as pontes de hidrogênio entre as cadeias complementares de DNA são rompidas e as fitas se separam. Oprocesso inverso ocorre na renaturação. Esse fenômenos físicos que ocorrem com a dupla-hélice são fundamentais para que as diversas funções do DNA sejam desempenhadas.

Aula 6

1. O que é um análogo didesoxi e como ele é utilizado no seqüenciamento dos ácidos nucleicos?

O ácido desoxirribonucleico (DNA) é um polímero formado de desoxirribonucleotídeos. Cada nucleotídeo é composto por um açúcar – a desoxirribose; uma base nitrogenada (base nitrogenada heterocíclica) ligada ao carbono 1’ da pentose (pentose = açúcar); e um ou até 3 grupos fosfato (PO4 -) ligados ao carbono 5’ da pentose. Na molécula de DNA, os nucleotídeos formam cadeias ligadas entre si por fontes fosfodiéster estabelecidas entre o grupo fosfato e o grupo OH (hidroxila) do carbono 3’ do nucleotídeo adjacente. O análogo didexosi não possui o grupo OH do carbono 3’ da pentose e o que impede que a DNA polimerase incorpore outros nucleotídeos a cadeia, pois estes não conseguem se “ligar” ao análogo didesoxi, interrompendo a cadeia.

O análogo didesoxi, quando utilizado no següenciamento do ácido nucleico, permite a produção de diversos fragmentos do DNA, ora terminados em adenina, citosina, guanina ou tiamina. Esses fragmentos possuem tamanhos diferentes e, portanto podem ser separados por eletroforese. Fragmentos menores percorrem distâncias maiores no gel de eletroforese. O gel pode ser processado de modo que seja possível visualizar a distribuição dos fragmentos do DNA, e através da distribuição desse fragmentos no gel, a seqüência pode ser “lida”.

2. Por que é importante conhecer o genoma das várias espécies de interesse?

De um modo geral, os organismos cujos genomas foram seqüenciados ou estão sendo seqüenciados, possuem importância econômica ou médica. São microorganismos importantes para agricultura em aspectos como controle de pragas ou rendimento das colheitas. Espera-se que conhecendo os genomas desses organismos seja possível controlar o desenvolvimento deles e dessa forma impedir ou promover a ação deles, sempre visando a vantagens como produção de medicamentos, controle de pragas, controle de diversas doenças causadas por agentes patogênicos (vírus, bactérias, etc...).

3. O que significa o seqüenciamento do tipo shotgun?

O grande desafio do método shotgun são os computadores muito poderosos necessários para organizar a gigantesca "bagunça" das combinações possíveis de todos as pequenas seqüências em um único genoma coerente. É como picotar um livro de milhares de páginas em um monte de recortes de frases e depois ter que montar tudo de volta na forma de um livro que faça sentido. É por isso que o sucesso do método shotgun se deveu mais ao desenvolvimento de novas técnicas computacionais do que a descoberta de um novo método bioquímico de seqüenciamento

4. De que modo o seqüenciamento do DNA mitocondrial é útil?

O DNA mitocondrial passou a constituir uma ferramenta muito útil para medir tanto a evolução, como a identificação de indivíduos. Um indivíduo pode ser identificado através das seqüências polimórficas (seqüência da alça D – HV1 e HV2) presentes no DNA mitocondrial. Essa região não codifica nenhuma proteína, mas pode sugerir relações de parentesco entre indivíduos. O DNA mitocondrial também possui uma herança exclusivamente materna. Isso ocorre porque, por ocasião da fecundação, a cauda do espermatozóide , que contém a maioria de suas mitocôndrias não penetra na célula. Mitocôndrias que não sejam de origem materna são degradadas e assim, pela análise do DNA mitocondrial, mais especificamente da alça D, é possível traçar a linhagem materna da pessoa.

5. O que são exons? E introns?

Em eucariotos e em arquibactérias, muitos genes apresentam uma estrutura descontínua. Esses genes são interrompidos, dentro de sua seqüência codificante, por seqüências intervenientes (não-codificantes). As seqüências codificantes são chamadas de exons, enquanto que as não-codificantes são chamadas de introns. A evidência primária da existência dessas interrupções veio da comparação entre a estrutura de DNA e do seu RNA correspondente. A molécula de RNA sintetizada a partir de um gene organizado dessa maneira (chamada de transcrito de RNA), durante a sua conversão para uma molécula de mRNA, é alterada pela remoção da seqüência dos introns, no processo de splincing de RNA.

Aula 7

1. Quais foram os principais argumentos contrários ao projeto do Genoma Humano?

R: A de que a imensa quantidade de dinheiro e tempo empregados em sua execução iriam prejudicar outros ramos da pesquisa em Biologia.

2. O que significa a terapia gênica?

R: A introdução de genes funcionais dentro das células de individuos que possuissem cópias defeitousas desses genes.

3. Quais são os maiores benefícios práticos dos resultados obtidos no Genoma Humano?

R: Com eles se tornou muito mais fácil descobrir em que parte dos cromossomas se encontram genes que influenciam as mais diversas características do ser humano. Além disso, ele ajudou no desenvolvimento de métodos mais rápidos e eficientes de sequenciamento do DNA (como o método "shotgun")

4. Quais são os principais problemas éticos envolvidos no projeto do Genoma Humano?

R: Existe a preocupação de pessoas possam vir a serem descriminadas em função de seus genes. Companhias poderiam exigir, por exemplo, que os candidatos a um emprego fizessem um teste genético para verificar se eles tem chances de desenvolver doenças no futuro antes de contratá-los.

Módulo 2

Aula 8 e Aula 9

CORREÇÃO DO GABARITO DOS EXERCÍCIOS DE BIOLOGIA GRANDE TEMAS AULA 8 MODULO 2

____________________________________

-No exercício 1 sobre grupo sanguíneo MN são 60 indivíduos de fenótipo MN (e não 80 com esta no enunciado) dessa forma a população é composta de 120+60+20= 200 indivíduos (e não 10+80+20= 220 indivíduos)

_______________________________________

-No exercício 2 sobre fator Rh a pergunta 2a) é

“a) Supondo que a população esta em equilíbrio qual é o número esperado de Rh+ heterozigotos (Rr)

(a palavra “heterozigotos” não saiu impressa no livro)

e o gabarito da questão 2a é portanto: 0,5 da população, ou seja, 1000 X 0,5 = 500 indivíduos são Rh+ heterozigotos

- No gabarito do exercício 5 faltaram as freqüências resultantes de A= 0,1 que são

A = 0,1

a = 0,9

AA= 0,01

Aa =0,18

aa =0,81

Respostas dos exercícios apresentadas logo após os exercícios propostos, no livro de Grandes Temas em Biologia.

GABARITO AULA 10 GRANDES TEMAS EM BIOLOGIA

Desenvolvimento histórico do evolucionismo

Testando seus conhecimentos

1-Qual o critério apontado por Popper para separar ciência de não-ciência (pseudociência ou metafísica)?

Resposta: Segundo Popper o critério fundamental que define a ciência é a falseabilidade de suas hipóteses. Falseabilidade é quando em vez de tentarmos demonstrar que uma teoria é certa adotamos o procedimento de tentar demonstrar que ela é falsa. Por exemplo, imagine que seja formulada a seguinte hipótese “toda a vez que eu visto roupa amarela chove”; pelo critério de Popper não basta contar os dias em que choveu quando eu usava roupa amarela (verificabilidade) mas também os dias em que NÃO choveu quando eu usava roupa dessa cor (falseabilidade). Somente se nossas teorias “sobreviverem” a vários testes de falseabilidade é que elas podem ser chamadas de científicas do ponto vista de Popper.

2-Que se entende por tautologia?

Resposta: Tautologia é uma teoria que não pode nunca ser falseada devido ao seu caráter de lógica circular. Exemplos:

a)“Chove ou não chove todos os dias”

b)“as pedras mais pesadas são aquelas que tem maior peso”

3-Quais as idéias básicas do darwinismo?

Resposta: As espécies se transformam ao longo do tempo através de mutação, recombinação e seleção natural. Segundo o darwinismo todos os organismos descendem de um ancestral comum que se transformou lentamente ao longo do tempo em função de forças seletivas físico biológicas.

4-Aponte pelo menos três situações que, se fossem demonstradas verdadeiras, derrubariam a teoria da evolução?

Resposta:

Situação 1) descobrir que os todos os fósseis são falsificações e que espécies NÃO se transformam com o tempo

Situação 2) descobrir que NÃO acontecem mutações no DNA que afetam a forma e funcionamento do organismos.

Situação 3) descobrir que as mutações que aumentam a taxa de sobrevivência/reprodução de um organismo NÃO são selecionadas positivamente

5-Por que a "ciência da criação" não corresponde a um programa científico?

Resposta: Porque não se baseia na falseabilidade para constituir suas teorias. A ciência da criação faz parte da religião cristã e uma religião pede que seus seguidores tenham fé e crença inquestionáveis na doutrina. A ciência, por outro lado, pede aos cientistas que duvidem constantemente de suas teorias e as coloquem a prova através de experimentos que visam buscar suas falhas (principio da falseabilidade)


A árvore genealógica dos seres vivos


1 - Diferencie cladogênese de anagênese.

Resposta: Tanto a cladogênese quanto a anagênese são processo de especiação ao longo da evolução biológica. Na anagênese uma única nova espécie surge a partir de transformações evolutivas de uma espécie ancestral, enquanto que na cladogênese as mudanças estão associadas ao surgimento de duas espécies novas a partir de uma espécie ancestral (por isolamento geográfico por exemplo) .

2 - Que você entende por homologia?

Resposta: São características que possuem a mesma origem evolutiva, como as patas dos mamíferos terrestres e as nadadeiras das baleias e golfinhos.

3- Qual a relação entre vicariância e especiação alopátrica?

Resposta: Vicariância é quando uma espécie é separada por uma barreira de dispersão em duas populações isoladas. Vicariância é portanto um dos processos que dão origem a especiação alopátrica.

4 - Que você entende por espécie?

Resposta: Espécie é um conjunto mínimo de organismos capaz de se auto-perpetuar e que possui características comuns que os diferenciam de outros grupos


Breve Histórico do Evolucionismo


1-Que se entende por pontuísmo?

Resposta: É a teoria que propõe que a evolução se dá em ritmo NÃO uniforme com grandes intervalos de tempo, de centenas de milhões de anos, sem grandes mudanças, intercalados por períodos curtos (“pontuais”), de alguns milhões de anos, de mudanças mais rápidas.

2- Quais os pressupostos básicos da Biogeografia de Darwin?

Resposta: A de que as espécies surgiam em um centro de origem e depois se dispersavam para outros lugares.

3-Qual a importância do criacionista Cuvier para o desenvolvimento do evolucionismo?

Resposta: Cuvier teve importância pelo seu estudo do registro fóssil a partir do qual chegou a conclusão de que algumas espécies haviam se extinguido.


Impacto da sistemática filogenética


1- O que você entende por sinapomorfia ?

Resposta: Sinapomorfia (do grego “forma derivada semelhante) é uma característica evolutiva que todos os membros de um grupo de espécies aparentadas compartilham e que diferencia esse grupo dos outros grupos. As características sinapomórficas é que permitem a separação dos grupos taxonômicos através do parentesco evolutivo. Ex: a produção de leite é uma sinapomorfia que caracteriza todos os mamíferos e que os diferenciam dos répteis.

2- O que é um cladograma?

Resposta: É um diagrama no qual os grupos taxonômicos (táxons) são organizados em função das características homologas que compartilham exclusivamente entre si (sinapomorfias). No cladograma cada bifurcação (nó) representa uma dessas características sinapomórficas compartilhadas. Dessa forma os táxons unidos pelo menor número de nós são os que apresentam parentesco mais próximo.

3- Quais os critérios utilizados na polarização de caracteres para reconstrução filogenética?

Resposta: Para diferenciar (polarizar) quais características surgiram primeiro (primitivas) das que surgiram posteriormente (derivadas) podemos utilizar:

a) os estudo dos fósseis (paleontologia) pra verificar que características evoluíram primeiro

b) os estudo do desenvolvimento dos embriões (embriologia), assumindo que a características que aparecem primeiro no desenvolvimento dos embriões são as mais primitivas

c) a comparação com um grupo evolutivo mais distante (grupo externo), assumindo que as características não compartilhadas com o grupo externo evoluíram mais tardiamente sendo portanto derivadas. Ex: coluna vertebral

seria uma característica mais primitiva do que a presença de pelos nos mamíferos porque os répteis (um grupo externo aos mamíferos também possuem coluna vertebral mas não possuem pelos.


Perguntas sobre a aula

1 – De que forma o aumento de gases que promovem o chamado efeito estufa altera o ciclo hidrológico?

Resposta: Em áreas onde a temperatura ambiente é muito baixa são construídas estufas para a criação de plantas . Uma estufa é, simplesmente, uma área fechada cujo teto é de vidro. O vidro permite a passagem da radiação solar de comprimento de onda curta. Parte dessa energia solar, dentro da estufa, se transforma em calor, cujo comprimento de onda é longo, e por essa razão, não consegue atravessar o vidro, ficando retida no interior da estufa, fazendo com que a temperatura ambiente aumente. A atmosfera da Terra, com seus gases, proporciona um efeito semelhante ao teto de vidro da estufa, aumentando a temperatura da atmosfera terrestre. Sem o efeito estufa a temperatura na superfície do nosso planeta estaria abaixo de Oo C.

O aumento da quantidade de gases que criam o efeito estufa pode provocar um aumento de alguns graus na temperatura da atmosfera, o que aumentaria a evaporação e a quantidade de chuva. Se a chuva cair de forma concentrada em algumas áreas, poderá aumentar a erosão do solo, empobrecendo-o em nutrientes. Outro efeito mais grave do aumento da temperatura ambiente seria a transformação do gelo acumulado nos pólos da Terra em água, o

que poderia elevar o nível dos oceanos, provocando a destruição de algumas cidades costeiras.

Essas previsões catastróficas estão baseadas em modelos teóricos, mas existem ainda outras possibilidades menos divulgadas. O aumento da temperatura permitirá que áreas onde hoje existe um inverno rigoroso e prolongado, passem a ter um clima mais ameno, portanto, mais produtivo no aspecto da agricultura. O aumento de CO2 e H2O na atmosfera, também aumentará a quantidade de energia refletida, o que poderá, de acordo com alguns modelos teóricos, reduzir a temperatura da Terra.

2- Como a cobertura florestal pode influenciar a disponibilidade dos recursos hídricos de uma região?

Resposta. Foi demonstrado na região amazônica, que aproximadamente 30% da chuva nessa área é resultante da água que chega até a atmosfera por evapotranspiração, i.e., água retirada do solo pelas plantas que é lançada na atmosfera. Sem essas plantas, principalmente ás plantas de porte arbóreo, haveria uma redução da quantidade de chuva; com menos chuva menos evapotranspiração, logo menos chuva ainda, formando-se um ciclo extremamente negativo.

3 – Quais são as principais tecnologias de obtenção de água doce disponíveis para o homem e quais são as restrições à sua utilização?

Resposta: A reciclagem do uso da água contida nos esgotos domésticos ou nos efluentes industriais. Essa tecnologia exige a construção de verdadeiras fábricas de água, cuja construção é muito cara. Essa tecnologia é muito utilizada em Israel, um país com muito pouca água. Outro tipo de tecnologia é a dessalinização da água do mar, que exige um grande gasto de energia para funcionar, além é claro de uma proximidade com o mar. O uso

dessas tecnologia significa um enorme gasto de recursos do País para obter água, o que pode comprometer toda a produção industrial e agrícola, pois essa produção será feita a custos muito elevados.

4 – De que formas a agricultura de grandes extensões de culturas que requerem alta insolação com irrigação abundante e forte a adição de fertilizantes e defensivos agrícolas pode ser prejudicial aos mananciais hídricos dessa área?

Resposta. O uso intensivo de fertilizantes, que em geral contém grande quantidade de nitrogênio e fósforo, acaba por contaminar tanto a água do lençol freático como também os rios, pois uma grande parte do nitrogênio e fósforo dos fertilizantes não é absorvido pelas plantas, sendo levados pelas águas da chuva. O mesmo ocorre com os defensivos agrícolas. Quanto maior a área maior a quantidade de nutrientes e defensivos, logo maior a taxa de contaminação da água do lençol freático, dos mananciais e dos rios. Além disso há também o problema da salinização do solo, que ocorre em áreas de forte insolação e muito irrigadas, pois a água ao evaporar deixa, no solo, os sais que nela existem.

5 – Em que a constatação da crise de água doce pode influenciar no cenário político econômico mundial?

Resposta. Essa é uma pergunta especulativa. Assumindo que o capitalismo é o modelo que rege o funcionamento da economia mundial, o problema da água seria, em parte, semelhante ao problema do petróleo, que é um produto fundamental para as economias de todos os países e, como a água, está distribuído desigualmente entre os países. A água, contudo, é um produto que pode ser considerado renovável, é mais abundante que o petróleo e pode ser extraída dos oceanos, o que minimiza os problemas econômicos e políticos.


1- Qual é a origem e consequências para a saúde da contaminação das águas por nitrato?

Resposta. Ingerir grandes doses de nitrato através de águas contaminadas provoca alguns problemas a saúde das pessoas, como a redução da capacidade de transporte de oxigênio pela hemoglobina. No organismo humano, parte do nitrato é transformada (reduzida) em nitrito, que atinge a corrente sangüínea e posteriormente oxida o ferro da hemoglobina, formando um composto denominado metahemoglobina, gerando uma anomalia chamada de doença azul, que, se caracteriza pela incapacidade da hemoglobina em combinar-se com o oxigênio. No caso de oxidação de 30 a 40% das moléculas de hemoglobinas, o paciente passa a apresentar insuficiência respiratória. Se mais de 50% das hemoglobinas forem oxidadas, ocorre o óbito do paciente (valor fatal). Casos de câncer de estômago também têm sido atribuídos ao consumo de água com elevadas concentrações de nitrato.

2 – Diga quais são e como as atividades econômicas podem estar associadas à contaminação por metais pesados?

Resposta. Como fontes artificiais de metais pesados, temos principalmente as atividades industriais (indústria de cromagem, de inseticidas e pesticidas), que lançam efluentes líquidos contendo metais pesados diretamente nos ecossistemas aquáticos ou na atmosfera. Neste último caso, os metais pesados retornam ao solo e/ou diretamente à água dos rios e lagos através das chuvas.

No Brasil, algumas atividades constituem importantes fontes de metais pesados. Entre elas destacam-se a agricultura e a

mineração. O uso muitas vezes indiscriminado, de pesticidas e inseticidas ricos em metais pesados, como Cd, Hg, Pb, Cu, entre outros, transformaram a agricultura em uma das principais fontes desses poluentes, contaminando águas subterrâneas e superficiais (lagos, lagoas e rios).

A mineração de ouro, principalmente, utiliza consideráveis quantidades de mercúrio no processo de separação e extração. Esse metal pesado chega ao ambiente através de sua manipulação pelo garimpeiro, quando este coloca uma chama, elevando a temperatura do complexo amalgamado de ouro e mercúrio. Durante esse procedimento, parte do mercúrio é sublimado e vai para a atmosfera.

3 – Explique o que biomagnificação?

Resposta. Os ecossistemas são formados por espécies que interagem. Uma das formas de interação é a predação; há espécies que servem de alimento a outras espécies mas não se alimentam de qualquer espécie (espécies base). Há as espécies que comem e são comidas por outras espécies (espécies intermediárias); há ainda espécies que comem outras espécies mas não são comidas (espécies topo). Esse conjunto de interação tróficas forma as cadeias alimentares, onde a “comida” passa do nível das espécies base para o nível das espécies topo.

Nos ambientes aquáticos, por exemplo, existem animais filtradores (como as ostras por exemplo) -espécies intermediárias) que filtram a água do ambiente para dela retirar seu alimento. Vamos supor que na água existam poluentes. Os filtradores podem acumular centenas dessas moléculas. Predadores desses filtradores podem se alimentar de dezenas desses filtradores, acumulando assim milhares de moléculas de poluentes. Os predadores dos predadores podem se alimentar agora de vários predadores, acumulando em seus organismos milhões das

moléculas poluentes. Esse é o fenômeno conhecido como biomagnificação.

4 – Quais as características dos chamados micro-poluentes orgânicos que promovem sua acumulação nos tecidos vivos?

Resposta. Os micro-poluentes orgânicos se destacam das demais substâncias orgânicas sintetizadas pelo homem pela alta resistência à decomposição microbiológica, pelos grandes danos ao homem e ao meio ambiente e, sobretudo, pela ampla utilização, especialmente nos países do terceiro mundo.


1 – Por que o desmatamento está relacionado ao assoreamento dos corpos d’ água, enchentes e inundações?

Resposta. O desmatamento deixa os solos desprotegidos. As chuvas fortes carreiam muitos materiais dos solos para os rios, provocando o assoreamento destes e das lagoas nas quais desembocam. Um solo sem vegetação praticamente não retém a água das chuvas, que escoam rapidamente para os rios, elevando rapidamente o volume deste e provocando enchentes e inundações.

2 – Quais os impactos sobre a fauna e a flora de um ecossistema aquático que recebe grande aporte de materiais inorgânicos?

Resposta. O aporte excessivo de materiais inorgânicos pode levar ao comprometimento, por completo, da qualidade da água e da própria integridade do ecossistema. Com decorrer do tempo, esses ecossistemas tornam-se cada vez mais assoreados, portanto mais rasos.

Além disso, pode ocorrer o entupimento das brânquias, que são os órgãos respiratórios dos peixes. Nesse caso, a argila e o silte presentes na água são retidos nas brânquias no momento em que a água é forçada pelo peixe (no seu processo de respiração normal) a atravessar o sistema de respiratório.

3 – De que forma a emissão de gases como os óxidos de enxofre e nitrogênio podem influenciar a poluição por metais pesados?

Resposta. Os óxidos de enxofre e nitrogênio reagem com a água e se transformam em acido sulfúrico e acido nítrico respectivamente levando a acidificação da água da chuva. O aumento da acidez da água acelera também a liberação de metais pesados do sedimento aquático, incrementando significativamente sua concentração na água e sua acumulação nas algas, nos herbívoros e até o topo das cadeias alimentares aquáticas, que são, geralmente, os peixes. É comum observar que peixes de ambientes acidificados artificialmente apresentam elevadas concentrações de mercúrio e outros metais pesados.

4 – Cite alguma conseqüência da acidificação nos ecossistemas terrestres em comparação com os ecossistemas aquáticos?

Respostas.

-Nos ecossistemas terrestres, os danos se tornam, inicialmente, evidentes por meio da queda de folhas e, numa fase posterior, da morte do vegetal atingido. As paisagens que se formam em áreas fortemente atingidas por chuvas ácidas são caracterizadas por árvores desfolhadas e secas, formando os denominados "paliteiros".

- Nos ecossistemas aquáticos uma das evidências do início do processo de acidificação da água de um ecossistema é o aumento da concentração de alumínio presente em suas águas. Como conseqüência, ocorre a formação de compostos, como o sulfato de alumínio, que têm a propriedade de arrastar para o fundo (precipitar) o material que está dissolvido e em suspensão na água. A transparência da coluna d'água produzida por essa precipitação é sinal de uma séria forma de degradação, com implicações sobre todos os níveis tróficos e na eliminação de espécies, além da redução do valor econômico e social do ecossistema. O resultado são lagos transparentes porem desprovidos de vida.


1 – O que é eutrofização e quais suas implicações ecológicas para os ecossistemas aquáticos?

Resposta. É um processo de enriquecimento de rios, lagos e represas, resultante principalmente do aumento de nitrogênio e fósforo nas águas desses ecossistemas. As implicações para os ecossistemas são: aumento da produção de matéria orgânica; redução do número de espécies; aparecimento de espécies dominantes de pequeno porte; redução da quantidade de oxigênio dissolvido.

2 – Cite uma das conseqüências nefastas do aumento das taxas de decomposição devido às maiores quantidades de matéria orgânica geradas pela eutrofização?

Resposta.

1 – A fase da eutrofização artificial é caracterizada por profundas alterações no equilíbrio ecológico do ecossistema. O ecossistema passa a produzir mais carbono do que é capaz de decompor.

2 – A eutrofização artificial leva ao aumento da concentração de compostos de fosfato e nitrogênio no ambiente aquático. Isso acarreta um aumento nas taxas de crescimento e reprodução das algas (produção primária do fitoplâncton). Então, ocorre um aumento da concentração de matéria orgânica no ecossistema. Essa matéria orgânica é decomposta por bactérias, resultando portanto, no aumento da taxa de decomposição, cujo resultado é o aumento do acúmulo de fósforo e nitrogênio no ambiente, e esses compostos são reutilizados pelo fitoplâncton.

3 – O aumento das taxas de decomposição leva ao aumento do consumo de oxigênio dissolvido na água, o que resulta no estabelecimento de condições anaeróbias, cenário propício a produção de gases tóxicos para a maioria dos organismos aquáticos, tais como gás sulfídrico e metano.

4 – A eutrofização artificial altera a composição das espécies animais e vegetais. No caso do fitoplâncton, as espécies mais sensíveis à diminuição da concentração de oxigênio tendem a desaparecer e são substituídas por espécies mais tolerantes, como as cianobactérias, que produzem substâncias tóxicas para homens e animais. A alteração na composição das espécies do fitoplâncton altera os demais níveis tróficos do ecossistema e termina por alterar todo o fluxo de energia do mesmo.

3 – Quais são os efeitos, para a saúde, das substâncias tóxicas que podem ser geradas no ambiente eutrofizado?

Nos ecossistemas aquáticos brasileiros submetidos à eutrofização, tem sido comum a ocorrência de algas do grupo das cianobactérias (algas verdes-azuis). As florações de cianobactérias (multiplicação em grandes quantidades) podem causar gosto e odor desagradável na água, além de alterar o equilíbrio ecológico do ecossistema aquático. No entanto, o mais grave é que certas espécies são capazes de produzir toxinas que podem ser acumuladas na rede trófica e produzir diferentes sintomas de intoxicação, atingindo conjuntos de organismos muito além da comunidade aquática. Essas toxinas são liberadas para o ambiente quando as células se rompem e elas não são retiradas da água pelos tratamentos convencionais das redes públicas de abastecimento e são resistentes à fervura. Produzem efeitos especiais nos mamíferos, sendo classificadas como neurotoxinas e hepatotoxinas. Foram as hepatoxinas que ocasionaram a morte de mais de 60 pacientes em uma clínica de hemodiálise em Caruaru, estado de Pernambuco, em 1996. As neurotoxinas afetam diretamente o sistema nervoso central, paralisando em pouco tempo (ação dependente da dose) vários órgãos vitais, podendo levar a morte por asfixia. As hepatotoxinas atingem o sistema hepático, mas possuem atuação mais vagarosa e causam diarréias, vômitos, diminuição dos movimentos e hemorragia interna.

Ver páginas 53 e 54 item 2-2 módulo 3.


1 – Em que a poluição, através de fossas sanitárias, pode influenciar na questão da saúde pública e da mortalidade infantil?

Resposta. Fossas sanitárias mal planejadas e mal feitas podem provocar a contaminação da água utilizada para consumo

humano e desta forma causar doenças e muitas vezes até a morte de seres humanos. Quando algum corpo d’água, inclusive o lençol freático, recebe esgotos não tratados, ou tratados não adequadamente, passa a ser uma fonte importante de doenças. Hepatite, diarréia, gastrenterite, febre, vômitos, tifo, cólera, leptospirose (bactérias), disenteria (protozoários) e diversas verminoses, são algumas das doenças mais comuns transmitidas por águas contaminadas por esgotos. Ver página 58 módulo 3.

2– Cite medidas que podem ser tomadas para evitar a degradação dos ecossistemas aquáticos continentais.

Resposta. Impedir o lançamento de esgotos e efluentes industriais nos corpos d’água é sem dúvida a forma mais eficiente de evitar a degradação desses ecossistemas. Essas medidas são suficientes para recuperar, por exemplo, os rios. Controlar os processos de degradação da bacia de drenagem é de fundamental importância para a recuperação e preservação dos ecossistemas aquáticos. As medidas de recuperação e preservação dependem de uma mudança de postura da sociedade e dos órgãos governamentais além de uma gestão adequada dos recursos de água doce. Ver páginas 58 e 64 do módulo 3.

3 – Diga quais são as três etapas para o tratamento de esgotos e o que cada etapa realiza.

O tratamento de esgotos pode ser realizado através do emprego de diferentes tecnologias. A maioria delas compreende três etapas: 1) tratamento primário, em que a sedimentação do material mais grosseiro (material em suspensão de maior tamanho) forma uma camada de lodo; 2) tratamento secundário, também chamado tratamento biológico, no qual ocorre redução da concentração de matéria orgânica; e tratamento terciário ou tratamento químico, no qual além da redução da concentração de

matéria orgânica, ocorre a eliminação do fósforo e nitrogênio. Resposta. Ver páginas 59 e 60 do módulo 3.

4 – Explique como é o funcionamento de uma estação de tratamento de esgotos baseada no modelo com banco de macrófitas aquáticas e quais suas vantagens sobre o modelo tradicional.

As macrófitas são plantas que possuem alguma fase de seu ciclo de vida diretamente ligado a ambientes aquáticos ou encharcados. Esse grupo abrange desde algas macroscópicas até plantas superiores como a taboa, o aguapé, a alface d’água e o pinheirinho d’água.

A técnica de tratamentos de esgotos que utiliza macrófitas aquáticas consiste em fazer o esgoto fluir, lentamente, através de um banco de macrófitas aquáticas que, juntamente com as algas e, sobretudo com as bactérias a elas consorciadas, depuram o esgoto. Esta técnica pode ser utilizada para tratar esgotos domésticos e industriais. Resposta. Ver páginas 61 e 62.

5 – Lembrando do conceito de bacia de drenagem, por que é importante a vegetação do entorno dos corpos d’água e dos mananciais hídricos?

A manutenção da vegetação nativa do entorno dos corpos d’água e dos mananciais evita os processos de erosão e também a degradação do lençol freático. Quando a cobertura natural é retirada, o solo exposto fica susceptível ao intemperismo e à própria água que corre, pois o solo exposto pode ser carreado por essa água. Como conseqüência, pode ocorrer a erosão, o assoreamento

de rios e o afloramento dos lençóis freáticos que ficam próximos à superfície. Resposta. Ver página 64 item 5 do módulo 3.

gabarito grandes temas em biologia

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